RU151665U1 - ASYNCHRONIZED SYNCHRONOUS GENERATOR - Google Patents
ASYNCHRONIZED SYNCHRONOUS GENERATOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU151665U1 RU151665U1 RU2014138373/07U RU2014138373U RU151665U1 RU 151665 U1 RU151665 U1 RU 151665U1 RU 2014138373/07 U RU2014138373/07 U RU 2014138373/07U RU 2014138373 U RU2014138373 U RU 2014138373U RU 151665 U1 RU151665 U1 RU 151665U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inverter
- output
- phase
- rotor
- rectifier
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Асинхронизированный синхронный генератор, содержащий статор с трехфазной обмоткой и ротор с трехфазной обмоткой, трехфазный мостовой выпрямитель, имеющий катодные и анодные выходы, анодный выход выпрямителя соединен с катодным входом трехфазного мостового инвертора, выполненного на полностью управляемых вентилях, а катодный выход выпрямителя подключен к анодному входу инвертора, инвертор содержит обратные диоды, включенные встречно - параллельно каждому управляемому вентилю, блок управления инвертором, содержащий задающий генератор стабильной или регулируемой частоты, распределитель импульсов управления транзисторами инвертора, измерительный орган регулятора напряжения, отличающийся тем, что концы роторных трехфазных обмоток соединены с входами выпрямителя, начала статорных обмоток соединены с выходом трехфазного инвертора, а концы статорных обмоток соединены с нагрузкой, конденсаторы переменного тока подключены к концам роторных и статорных обмоток, в блок управления введено запирающее устройство транзисторов инвертора, соединенное с выходом измерительного органа регулятора напряжения.An asynchronous synchronous generator containing a stator with a three-phase winding and a rotor with a three-phase winding, a three-phase bridge rectifier having cathode and anode outputs, the anode output of the rectifier is connected to the cathode input of a three-phase bridge inverter made on fully controllable valves, and the cathode output of the rectifier is connected to the anode the inverter, the inverter contains reverse diodes connected counter-parallel to each controlled valve, an inverter control unit containing a master oscillator p stable or adjustable frequency, pulse distributor for controlling the inverter transistors, measuring element of the voltage regulator, characterized in that the ends of the rotor three-phase windings are connected to the inputs of the rectifier, the beginning of the stator windings are connected to the output of the three-phase inverter, and the ends of the stator windings are connected to the load, AC capacitors connected to the ends of the rotor and stator windings, a locking device of the inverter transistors connected to the output th organ of the voltage regulator.
Description
Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в системах, работающих в режиме генератора стабильной или регулируемой частоты при постоянной или переменной скорости привода.The utility model relates to electrical engineering and can be used in systems operating in the generator mode of a stable or adjustable frequency with a constant or variable drive speed.
Известно устройство для управления асинхронизированным синхронным генератором (АСГ) [SU №1156236, Б.И. №18, 1985 г. МПК 7: H02P 9/14 от 26.12.83 г], содержащее датчики тока статора и ротора АСГ, датчик напряжения на зажимах АСГ, датчик углового положения ротора, преобразователь частоты, выход которого подключен к обмотке ротора АСГ, а вход соединен с выходом блока преобразования координат, который по силовой цепи входа соединен с выходом статорной обмотки АСГ. Выходные напряжения АСГ UГ и частота ωГ поддерживаются постоянными за счет сравнения их в блоке управления с заданными значениями UГзад и ωГзад и измерения фазных напряжений статора АСГ UA, UB, UC, токов статора iA, iB, uC, токов ротора ifa, ifb, ifc и скорости вращения ротора ωR. Качество электрической энергии обеспечивается регулятором напряжения и частоты статора.A device for controlling an asynchronous synchronous generator (ASG) [SU No. 1156236, B.I. No. 18, 1985, IPC 7: H02P 9/14 dated 12/26/83 g], containing current sensors of the stator and the ASG rotor, a voltage sensor at the ASG terminals, a rotor angular position sensor, a frequency converter, the output of which is connected to the ASG rotor winding, and the input is connected to the output of the coordinate conversion unit, which is connected via the input power circuit to the output of the stator winding of the ASG. The ACG output voltages U Г and the frequency ω G are maintained constant by comparing them in the control unit with the set values U Гзад and ω Гзад and measuring the phase voltage of the ACG stator U A , U B , U C , stator currents i A , i B , u C , rotor currents i fa , i fb , i fc and rotor speeds ω R. The quality of electrical energy is provided by the voltage and frequency regulator of the stator.
Недостатком этого устройства является значительная мощность, циркулирующая между роторной и статорной обмотками АСГ, большие габариты блока преобразования координат и преобразователя частоты. Направление активной мощности через преобразователь частоты выше и ниже синхронной скорости меняется, что усложняет схему преобразователя частоты и увеличивает расчетную мощность АСГ до значения SАСГ=(PH+jQH+jQАСГ)(1+s) при ниже синхронной скорости.The disadvantage of this device is the significant power circulating between the rotor and stator windings of the ASG, the large dimensions of the coordinate conversion unit and the frequency converter. The direction of the active power through the frequency converter above and below the synchronous speed changes, which complicates the frequency converter circuit and increases the design power of the ASG to the value of S ASG = (P H + jQ H + jQ ASG ) (1 + s) at a lower synchronous speed.
Наиболее близким к заявленному генератору по технической сущности и достигаемому результату является синхронизированный асинхронный двигатель, содержащий статор с трехфазной обмоткой, начальные выводы которой подключены к выходу трехфазного источника питания, а ее конечные выводы - к входу трехфазного мостового выпрямителя, и ротор с трехфазной обмоткой, выводы которой подключены к выходу трехфазного мостового инвертора, анодный вход которого соединен с катодным выходом выпрямителя, а катодный вход инвертора соединен с анодным выходом выпрямителя, трехфазный источник питания выполнен в виде преобразователя частоты, вход которого подключен к питающей сети, в трехфазном мостовом инверторе встречно-параллельно каждому полностью управляемому вентилю включен свой обратный диод, управляющие входы полностью управляемых вентилей подключены к выходу двухрежимного блока управления инвертором [Патент РФ №2342766 C1, МПК H02P 27/06. от 29.10.2007, опубл. 27.12.2008, Бюл. №36].The closest to the claimed generator in technical essence and the achieved result is a synchronized induction motor containing a stator with a three-phase winding, the initial conclusions of which are connected to the output of a three-phase power source, and its final conclusions are connected to the input of a three-phase bridge rectifier, and a rotor with a three-phase winding, conclusions which are connected to the output of a three-phase bridge inverter, the anode input of which is connected to the cathode output of the rectifier, and the cathode input of the inverter is connected to the anode output ohm rectifier, a three-phase power supply is made in the form of a frequency converter, the input of which is connected to the mains, in a three-phase bridge inverter, a reverse diode is turned on in parallel to each fully controlled valve, the control inputs of the fully controlled valves are connected to the output of the two-mode inverter control unit [RF Patent No. 2342766 C1, IPC H02P 27/06. from 10.29.2007, publ. 12/27/2008, Bull. No. 36].
Недостатком прототипа является наличие преобразователя частоты, вход которого подключен к питающей сети, а выход подключен к начальным выводам статорной обмотки, а также наличие двухрежимного блока управления инвертором. Мощность преобразователя частоты больше мощности двигателя за счет увеличенного значения пусковых токов двигателя. Наличие выпрямителя и инвертора, включенных последовательно между статорными и роторными обмотками также увеличивает габариты преобразователя частоты силового блока управления. Использовать прототип в генераторном режиме невозможно, поскольку в схеме отсутствует намагничивающий источник реактивной мощности.The disadvantage of the prototype is the presence of a frequency converter, the input of which is connected to the mains, and the output is connected to the initial conclusions of the stator winding, as well as the presence of a dual-mode inverter control unit. The power of the frequency converter is greater than the motor power due to the increased value of the starting currents of the motor. The presence of a rectifier and an inverter connected in series between the stator and rotor windings also increases the dimensions of the frequency converter of the power control unit. It is impossible to use the prototype in the generator mode, since the circuit does not have a magnetizing source of reactive power.
Техническая задача, решаемая данной полезной моделью заключается в обеспечение стабильной частоты выходного напряжения генератора при увеличении в среднем в два раза переменной частоты вращения ротора относительно синхронной скорости, что в два раза уменьшает габариты генератораThe technical problem solved by this utility model is to provide a stable frequency of the output voltage of the generator with an average increase of two times the variable rotor speed relative to the synchronous speed, which halves the dimensions of the generator
Техническим результатом полезной модели является расширение функциональных возможностей АСГ, увеличение мощности, уменьшение габаритов.The technical result of the utility model is to expand the functionality of the LHG, increase power, reduce size.
Эффект достигается тем в известном асинхронизированном синхронном генераторе, содержащим статор с трехфазной обмоткой и ротор с трехфазной обмоткой, трехфазный мостовой выпрямитель, имеющий катодные и анодные выходы, анодный выход выпрямителя соединен с катодным входом трехфазного мостового инвертора, выполненного на полностью управляемых вентилях, а катодный выход выпрямителя подключен к анодному входу инвертора, инвертор содержит обратные диоды, включенные встречно-параллельно каждому управляемому вентилю, блок управления инвертором, содержащий задающий генератор частоты, распределитель импульсов управления транзисторами инвертора, измерительный орган регулятора напряжения, концы роторных трехфазных обмоток соединены с входами выпрямителя, начала статорных обмоток соединены с выходом трехфазного инвертора, а концы статорных обмоток соединены с нагрузкой, конденсаторы переменного тока подключены к концам роторных и статорных обмоток, в блок управления введено запирающее устройство транзисторов инвертора, соединенное с выходом измерительного органа регулятора напряжения.The effect is achieved by that in the well-known asynchronized synchronous generator containing a stator with a three-phase winding and a rotor with a three-phase winding, a three-phase bridge rectifier having cathode and anode outputs, an anode output of the rectifier connected to the cathode input of a three-phase bridge inverter made on fully controllable valves, and the cathode the rectifier is connected to the anode input of the inverter, the inverter contains reverse diodes connected in counter-parallel to each controlled valve, the inverter control unit an oror, containing a master frequency generator, an inverter transistor control pulse distributor, a voltage regulator measuring organ, the ends of three-phase rotor windings are connected to the rectifier inputs, the stator windings are connected to the output of a three-phase inverter, and the ends of the stator windings are connected to the load, AC capacitors are connected to the ends rotor and stator windings, a locking device for inverter transistors connected to the output of the measuring regulator is introduced into the control unit voltage surge.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства. На фиг. 2 приведены временные диаграммы фазных и линейных напряжении инвертора при максимальном выходном напряжении (γ=1). На фиг. 3 приведены временные диаграммы фазных и линейных напряжении инвертора при уменьшенном выходном напряжении инвертора (γ=0,8) при широтно-импульсной модуляции на утроенной частоте относительно выходной частоты АСГ.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a schematic diagram of the proposed device. In FIG. Figure 2 shows the time diagrams of the phase and linear voltage of the inverter at the maximum output voltage (γ = 1). In FIG. Figure 3 shows the time diagrams of the phase and linear voltage of the inverter with a reduced output voltage of the inverter (γ = 0.8) with pulse-width modulation at a triple frequency relative to the output frequency of the ASG.
АСГ содержит трехфазный выпрямитель 1 вход которого подключен к концам роторных обмоток 2, а выход выпрямителя 1 соединен с шинами постоянного тока трехфазного инвертора 3, а выход инвертора 3 соединен с началами фазных обмоток статора 4, к концам которых подключается нагрузка 5. Конденсаторы переменного тока 6, обеспечивающие самовозбуждение АСГ подключены к концам статорных обмоток 4, конденсаторы переменного тока 7, также обеспечивающие самовозбуждение АСГ подключены к концам роторных обмоток 2. Измерительный орган напряжение блока управление 8 подключен к концам статорных обмоток 4, к которым подключена нагрузка 5.The ACG contains a three-phase rectifier 1 whose input is connected to the ends of the
АСГ работает следующий образом.ASG works as follows.
Самовозбуждение АСГ происходит за счет емкостных токов конденсаторов 6 и 7, появляющихся из-за остаточной намагниченности магнитопроводов ротора и статора. Частота вращения ротора постоянно превышает частоту вращения поля, создаваемого статорными обмотками, поэтому емкостные токи роторных и статорных обмоток намагничивают АСГ.The self-excitation of the ASG occurs due to the capacitive currents of the
Появившееся в результате самовозбуждение напряжение на обмотках ротора 2 выпрямляется выпрямители 1 и поступает на анодный и катодный входы инвертора 3. Транзисторы инвертора 3 переключаются сигналами блока управления 8 с постоянной частотой, равной выходной частотой АСГ. Появившееся на выходе инвертора 3 трехфазное напряжение складывается с напряжениям обмоток статора 4 и поступает на нагрузку 5. Суммарное напряжение инвертора 3 и обмоток статора 4 поддерживается постоянным регулированием времени открытого состояния транзисторов инвертора 3, осуществляемым блоком управления 8, измерительный вход которого подключен к нагрузке 5.The resulting self-excitation voltage on the windings of the
При изменении сопротивления нагрузки изменяется ток и напряжение на обмотках ротора и конденсаторах 7, что обеспечивает грубую стабилизацию напряжения на нагрузке. Более точную стабилизацию напряжения осуществляется блок управления 8, изменяющий время включения транзисторов инвертора.When the load resistance changes, the current and voltage on the rotor windings and
Использование двух обмоток - ротора и статора в одном режиме - генераторном, поскольку частота вращения ротора примерно в 2 раза больше частота вращения поля статорной обмотки является свойством полезной модели. Используется свойство АСГ генерировать активную мощность при выше синхронной скорости обеими трехфазными обмотками статора и ротора.. Сложение напряжений (активных мощностей) обмоток статора и ротора во всем диапазоне изменения скорости АСГ достигается последовательным соединением фаз якорных обмоток 4 с обмотками ротора 2 через выпрямитель 1 и инвертор 3. Фазы роторной обмотки 2 соединены с входом выпрямителя 1, концы фаз якорных обмоток статора 4 соединены с нагрузкой 5, а начала якорных обмоток 4 подключены к выходу инвертора 3, а анодный вход инвертора 3 соединен с катодным выходом выпрямителя 1, катодный вход инвертора 3 соединяют с анодным выходом выпрямителя 1, в результате этого токи обмоток статора, ротора и нагрузки изменяются пропорционально и синхронно, что облегчает задачу стабилизации напряжения на нагрузке. Стабилизация выходной частоты АСГ обеспечивается стабилизацией выходной частоты инвертора, а точная стабилизация выходного напряжения АСГ обеспечивается регулированием выходного напряжения инвертора методом широтно-импульсной модуляции. При превышении напряжения заданного значения измерительный орган напряжения уменьшает время включенного состояния транзистора инвертора до восстановления заданного значения напряжения. Блок управления переключает транзисторы инвертора по классическому 180° закону со сдвигом 120° между стойками инвертора. Последовательность включения транзисторов инвертора приведена в таблице прототипа патент РФ №2342766 C1.The use of two windings - the rotor and the stator in one mode - the generator, since the rotor speed is approximately 2 times greater than the rotation frequency of the stator winding field is a property of the utility model. The ACG property is used to generate active power at a higher synchronous speed by both three-phase stator and rotor windings. Adding the voltages (active powers) of the stator and rotor windings over the entire range of ACG speed changes is achieved by series connection of the phases of the
Во всем диапазоне переменных скоростей вращения ротора начиная с минимальной скорости регулятор напряжения уменьшает напряжение инвертора за счет сокращения длительности включения транзисторов инвертора.Over the entire range of variable rotor speeds, starting from the minimum speed, the voltage regulator reduces the inverter voltage by reducing the duration of the inverter transistors.
Использование полезной модели позволяет расширить функциональные возможности АСГ, увеличить мощность и уменьшить габариты.Using the utility model allows you to expand the functionality of the LHG, increase power and reduce dimensions.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014138373/07U RU151665U1 (en) | 2014-09-23 | 2014-09-23 | ASYNCHRONIZED SYNCHRONOUS GENERATOR |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014138373/07U RU151665U1 (en) | 2014-09-23 | 2014-09-23 | ASYNCHRONIZED SYNCHRONOUS GENERATOR |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU151665U1 true RU151665U1 (en) | 2015-04-10 |
Family
ID=53297074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014138373/07U RU151665U1 (en) | 2014-09-23 | 2014-09-23 | ASYNCHRONIZED SYNCHRONOUS GENERATOR |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU151665U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106452239A (en) * | 2016-10-14 | 2017-02-22 | 山东理工大学 | Commutating and voltage-stabilizing control method of power generator of electric vehicle range extender |
RU2761246C1 (en) * | 2021-05-07 | 2021-12-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ") | Excitation system of asynchronous synchronous machine |
-
2014
- 2014-09-23 RU RU2014138373/07U patent/RU151665U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106452239A (en) * | 2016-10-14 | 2017-02-22 | 山东理工大学 | Commutating and voltage-stabilizing control method of power generator of electric vehicle range extender |
RU2761246C1 (en) * | 2021-05-07 | 2021-12-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ") | Excitation system of asynchronous synchronous machine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9374028B2 (en) | Transition scheme for position sensorless control of AC motor drives | |
US8421398B2 (en) | Power control for induction motors using variable frequency AC power | |
RU2016103761A (en) | ENGINE CONTROLLER | |
RU151665U1 (en) | ASYNCHRONIZED SYNCHRONOUS GENERATOR | |
CA2951491C (en) | Active damping of synchronous grid oscillations using partial power converter | |
ES2854051T3 (en) | Apparatus for controlling an inverter | |
RU2606643C1 (en) | Method for controlling self-contained asynchronous generator | |
US10622813B2 (en) | Load alignment assistance during startup of synchronous grid | |
Amudhavalli et al. | Improved Z source inverter for speed control of an induction motor | |
CA2951489C (en) | Pre-alignment of synchronous loads prior to starting grid | |
Amudhavalli et al. | Speed control of an induction motor by V/F method using an improved Z source inverter | |
RU132647U1 (en) | DEVICE FOR STABILIZING VOLTAGE OF CONTACTLESS SYNCHRONOUS AC GENERATORS WITH EXCITATION FROM PERMANENT MAGNETS | |
RU2457612C1 (en) | Device for regulation and stabilisation of standalone multifunctional asynchronous generator voltage | |
CN111355413A (en) | Adjusting motor deceleration based on average rectified voltage | |
RU2339154C1 (en) | Control device for frequency converter | |
RU63994U1 (en) | THREE-PHASE CURRENT INVERTER | |
Naveed et al. | Design and implementation of open and close loop speed control of three phase induction motor using PI controller | |
RU144231U1 (en) | Thyristor Variable Voltage Regulator | |
RU2566668C1 (en) | Alternating voltage regulator | |
RU2532528C1 (en) | Electromagnetic torque control device for alternating-current two-phase motor | |
RU180843U1 (en) | DEVICE FOR CONTROL OF ASYNCHRONOUS MOTOR WITH PHASE ROTOR | |
Derawala et al. | Reduction of Total Harmonic Distortion using Multipulse Cycloconverter | |
Vdovin et al. | DC mains backup power system for frequency-controlled electric drive | |
RU2678774C2 (en) | Dc-to-dc voltage converter | |
KR101972874B1 (en) | Apparatus and metohd for motor drive control |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190924 |