RU177678U1 - Autonomous power supply system with electric start of the power plant - Google Patents

Autonomous power supply system with electric start of the power plant Download PDF

Info

Publication number
RU177678U1
RU177678U1 RU2017128000U RU2017128000U RU177678U1 RU 177678 U1 RU177678 U1 RU 177678U1 RU 2017128000 U RU2017128000 U RU 2017128000U RU 2017128000 U RU2017128000 U RU 2017128000U RU 177678 U1 RU177678 U1 RU 177678U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
key
electronic
power plant
power supply
rack
Prior art date
Application number
RU2017128000U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Анатольевич Киселёв
Ярослав Владимирович Морошкин
Александр Александрович Мухин
Станислав Борисович Резников
Игорь Александрович Харченко
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (ФГУП "ГосНИИАС")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (ФГУП "ГосНИИАС") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (ФГУП "ГосНИИАС")
Priority to RU2017128000U priority Critical patent/RU177678U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU177678U1 publication Critical patent/RU177678U1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting

Abstract

Устройство относится к электротехнике и к импульсной силовой электронике и предназначено для использования в качестве автономной системы электроснабжения транспортных и стационарных электротехнических комплексов, в частности - полностью электрифицированных самолетов.Основным техническим результатом предложения является расширение функциональных возможностей системы за счет обеспечения стабилизации амплитуды переменного напряжения без снижения коэффициента мощности и КПД системы. К дополнительным результатам относятся повышение надежности и снижение помехоизлучений системы за счет исключения цепей для несанкционированных «сквозных токов» при воздействии электромагнитных импульсов молний и за счет обеспечения «мягкой» коммутации электронных ключей.Указанные результаты обеспечиваются тем, что в предлагаемой системе электроснабжения, содержащей силовую установку 1, магнитоэлектрический стартер-генератор с постоянными магнитами 2 на роторе и якорной обмоткой 3 на статоре, контактор 4, распределительное устройство 5 переменного напряжения с нестабильными параметрами, балластный индуктивно-емкостный фильтр 6, дифференциальную фильтровую стойку 7-8 с выводами 9-10-11, мостовой обратимый выпрямительно-инверторный преобразователь, состоящий из трех двухплечевых электронно-ключевых стоек 12-13, 14-15 и 16-17 с обратными диодами 18-19, 20-21 и 22-23, а также блок управления 24 с цепями 25,26 обратных связей и с импульсно-модуляторными выводами 27, введены распределительное устройство 28 переменного напряжения со стабильной амплитудой, вспомогательный индуктивно-емкостный фильтр 29, а также три двунаправленных электронных ключа 30, каждый электронный ключ преобразователя снабжен цепочкой, состоящей из демпферного дросселя 31, снабберного конденсатора 32, двухдиодной стойки 33-34 и разрядного электронного ключа 35, а блок управления снабжен релейно-импульсными выводами 36. На чертеже также показан аварийный расцепитель 37 сочленения вала силовой установки.The device relates to electrical engineering and to pulsed power electronics and is intended for use as an autonomous power supply system for transport and stationary electrical complexes, in particular, fully electrified aircraft. The main technical result of the proposal is to expand the system’s functionality by stabilizing the amplitude of the AC voltage without reducing the coefficient power and efficiency of the system. Additional results include increased reliability and reduced system noise due to the exclusion of circuits for unauthorized "through currents" when exposed to electromagnetic pulses of lightning and by providing "soft" switching of electronic keys. These results are ensured by the fact that in the proposed power supply system containing a power plant 1, magnetoelectric starter-generator with permanent magnets 2 on the rotor and anchor winding 3 on the stator, contactor 4, switchgear your 5 alternating voltage with unstable parameters, ballast inductive-capacitive filter 6, differential filter rack 7-8 with terminals 9-10-11, bridge reversible rectifier-inverter converter, consisting of three two-arm electronic-key racks 12-13, 14- 15 and 16-17 with reverse diodes 18-19, 20-21 and 22-23, as well as a control unit 24 with 25.26 feedback circuits and with pulse-modulator leads 27, an alternating voltage switchgear 28 with a stable amplitude was introduced, auxiliary inductive capacitive filter 29, as well as three bidirectional electronic keys 30, each electronic key of the converter is equipped with a chain consisting of a damper choke 31, a snubber capacitor 32, a two-diode rack 33-34 and a discharge electronic key 35, and the control unit is equipped with relay-pulse terminals 36. On the drawing also shows the emergency release 37 of the joint shaft of the power plant.

Description

Устройство относится к электротехнике и к импульсной силовой электронике и предназначено для использования в качестве автономной системы электроснабжения транспортных и, стационарных электротехнических комплексов, в частности - полностью электрифицированных самолетов.The device relates to electrical engineering and to pulsed power electronics and is intended for use as an autonomous power supply system for transport and stationary electrical complexes, in particular, fully electrified aircraft.

Известна автономная система электроснабжения с электрозапуском силовой установки (аналог), содержащая распределительные устройства постоянного тока низкого и высокого напряжений переменного тока стабильной и переменной частоты (115 В, 400 Гц; 220 В, 50 Гц; 115 В, 360…720 Гц). Все каналы генерирования связаны между собой преобразователями энергии на базе инверторных стоек с MOSFET-модулями. Электростартерный запуск осуществляется путем подключения внешнего источника электроэнергии к любому из распределительных устройств (например: 220 В, 50 Гц; ±270 В; 115 В, 400 Гц; 27 В). (Электрический самолет: концепция и технологии / А.В. Левин, С.М. Мусин, С.А. Харитонов, К.Л. Ковалев, А.А. Герасин, С.П. Халютин: под ред. С.М. Мухина: Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т - УФА: УГАТУ. 2014. - 388 с., стр. 129, рис. 3.37).A well-known autonomous power supply system with electric start of the power plant (analogue), containing DC switchboards of low and high voltage alternating current of stable and variable frequency (115 V, 400 Hz; 220 V, 50 Hz; 115 V, 360 ... 720 Hz). All generation channels are interconnected by energy converters based on inverter racks with MOSFET modules. Electric start is carried out by connecting an external source of electricity to any of the distribution devices (for example: 220 V, 50 Hz; ± 270 V; 115 V, 400 Hz; 27 V). (Electric aircraft: concept and technology / A.V. Levin, S.M. Musin, S.A. Kharitonov, K.L. Kovalev, A.A. Gerasin, S.P. Khalyutin: edited by S.M. Mukhina: Ufa State Aviation Technical University - UFA: USATU. 2014 .-- 388 p., P. 129, Fig. 3.37).

К недостаткам указанной автономной системы электроснабжения с электрозапуском силовой установки относятся: избыточное взаиморезервирование каждого из магистральных каналов электропитания и электрозапуска, требующее большого числа статических инверторно-выпрямительных преобразователей и как следствие - большие масса и габариты системы в целом.The disadvantages of this autonomous power supply system with the electric start of the power plant include: excessive mutual redundancy of each of the main power supply and electric start channels, requiring a large number of static inverter-rectifier converters and, as a result, the large mass and dimensions of the system as a whole.

Из известных устройств наиболее близкой по технической сути к предлагаемой системе является автономная система электроснабжения с электрозапуском силовой установки (прототип), содержащая: силовую установку с приводным валом, магнитоэлектрический стартер-генератор с постоянными магнитами на роторе и трехфазной якорной обмоткой на статоре, подключенной через контактор к распределительному устройству переменного напряжения с нестабильными параметрами, трехфазный балластный индуктивно-емкостный фильтр, дифференциальную двухконденсаторную фильтровую стойку, мостовой обратимый выпрямительно-инверторный преобразователь, состоящий из трех фазных электронно-ключевых стоек с обратными диодами, а также блок управления. (Ф.Р. Исмагилов, М.А. Киселев, В.Е. Вавилов, Н.Г. Тарасов (ФГБОУ ВО Уфимский гос. Авиационный технич. Университет, г. Уфа, ул. Карла Маркса, 12).Of the known devices, the closest in technical essence to the proposed system is an autonomous power supply system with an electric start of the power plant (prototype), comprising: a power plant with a drive shaft, a magnetoelectric starter-generator with permanent magnets on the rotor and a three-phase armature winding on the stator connected through a contactor to an alternating voltage switchgear with unstable parameters, three-phase ballast inductive-capacitive filter, differential two-condensation The filter rack Thorne, reversible bridge inverter rectifier converter consisting of the three-phase electronic key racks reverse diode, and a control unit. (F.R. Ismagilov, M.A. Kiselev, V.E. Vavilov, N.G. Tarasov (FSBEI HE Ufa State Aviation Technical University, Ufa, 12 Karl Marx St., 12).

К недостаткам указанной автономной системы электроснабжения с электрозапуском силовой установки (прототипа) относятся: узкие функциональные возможности системы из-за неспособности стабилизации амплитуды переменного напряжения без снижения коэффициента мощности и КПД системы, низкая надежность и большие помехоизлучения системы из-за наличия цепей несанкционированных «сверхтоков» при воздействии электромагнитных импульсов молний и из-за «жесткой» коммутации электронных ключей (с одновременными скачками токов и напряжений).The disadvantages of this autonomous power supply system with electric start-up of the power plant (prototype) include: narrow system capabilities due to the inability to stabilize the amplitude of the AC voltage without reducing the power factor and efficiency of the system, low reliability and large noise emissions of the system due to the presence of unauthorized "overcurrents" circuits when exposed to electromagnetic pulses of lightning and due to the “hard” switching of electronic keys (with simultaneous surges of currents and voltages).

Основным техническим результатом предложения является расширение функциональных возможностей системы за счет обеспечения стабилизации амплитуды переменного напряжения без снижения коэффициента мощности и КПД системы. К дополнительным результатам относятся повышение надежности и снижение помехоизлучений системы за счет исключения цепей для несанкционированных «сквозных токов» при воздействии электромагнитных импульсов молний и за счет обеспечения «мягкой» коммутации электронных ключей.The main technical result of the proposal is to expand the functionality of the system by providing stabilization of the amplitude of the AC voltage without reducing the power factor and efficiency of the system. Additional results include increased reliability and reduced system noise due to the exclusion of circuits for unauthorized "through currents" when exposed to lightning electromagnetic pulses and by providing "soft" switching of electronic keys.

Указанные результаты обеспечиваются благодаря тому, что в предлагаемой системе электроснабжения, содержащей силовую установку, магнитоэлектрический стартер-генератор с постоянными магнитами на роторе и якорной обмоткой на статоре, контактор, распределительное устройство переменного напряжения с нестабильными параметрами, балластный индуктивно-емкостный фильтр, дифференциальную фильтровую стойку, мостовой обратимый выпрямительно-инверторный преобразователь, состоящий из трех двухплечевых электронно-ключевых стоек с обратными диодами, а также блок управления с цепями обратных связей и с импульсно-модуляторными выводами, введены распределительное устройство переменного напряжения со стабильной амплитудой, вспомогательный индуктивно-емкостный фильтр, а также три двунаправленных электронных ключа, каждый электронный ключ преобразователя снабжен цепочкой, состоящей из демпферного дросселя, снабберного конденсатора, двухдиодной стойки и разрядного электронного ключа, а блок управления снабжен релейно-импульсными выводами. На чертеже также показан аварийный расцепитель сочленения вала силовой установки.These results are ensured due to the fact that in the proposed power supply system containing a power plant, a magnetoelectric starter-generator with permanent magnets on the rotor and an armature winding on the stator, a contactor, an AC switchgear with unstable parameters, a ballast inductance-capacitive filter, a differential filter rack , bridge reversible rectifier-inverter converter, consisting of three two-arm electronic-key racks with reverse di odes, as well as a control unit with feedback circuits and with pulse-modulator outputs, an alternating voltage switchgear with a stable amplitude, an auxiliary inductive-capacitive filter, as well as three bidirectional electronic keys, each electronic converter key is equipped with a circuit consisting of a damper inductor , a snubber capacitor, a two-diode rack and a discharge electronic key, and the control unit is equipped with relay-pulse outputs. The drawing also shows the emergency release joint shaft of the power plant.

Экспериментальные исследования лабораторного макета и компьютерное моделирование предлагаемой системы электроснабжения подтверждают ее работоспособность и целесообразность широкого промышленного использования.Experimental studies of the laboratory layout and computer modeling of the proposed power supply system confirm its efficiency and the feasibility of wide industrial use.

На чертеже (Фиг. 1) представлены принципиальная силовая схема и каналы управления предлагаемой автономной системы электроснабжения с электрозапуском силовой установки.The drawing (Fig. 1) shows a schematic power diagram and control channels of the proposed autonomous power supply system with electric start of the power plant.

На Фиг. 2 представлена принципиальная схема блока управления.In FIG. 2 is a schematic diagram of a control unit.

Предлагаемая автономная система электроснабжения с электрозапуском силовой установки содержит: силовую установку 1 с приводным валом, магнитоэлектрический стартер-генератор с постоянными магнитами 2 на роторе и трехфазной якорной обмоткой 3 на статоре, подключенной через контактор 4 к распределительному устройству 5 переменного напряжения с нестабильными параметрами, трехфазный балластный индуктивно-емкостный фильтр 6, дифференциальную двухконденсаторную фильтровую стойку 7-8 с заземленным средним и разнополярными крайними выводами 9-10-11, мостовой обратимый выпрямительно-инверторный преобразователь, состоящий из трех фазных двухплечевых электронно-ключевых стоек 12-13, 14-15 и 16-17, зашунтированных обратными диодами 18-19, 20-21 и 22-23. Система содержит также блок управления 24 (Фиг. 2) с цепями 25, 26 обратных связей по внешним токам и напряжениями с импульсно-модуляторными выводами 27. Кроме этого система содержит: распределительное устройство 28 переменного напряжения со стабильной амплитудой, трехфазный вспомогательный индуктивно-емкостный фильтр 29, а также три двунаправленных электронных ключа 30. Каждый электронный ключ мостового выпрямительно-инверторного преобразователя снабжен демпферно-снабберной цепочкой, состоящей из демпферного дросселя 31, включенного последовательно с этим ключом, снабберного конденсатора 32, двухдиодной стойки 33-34 и разрядного электронного ключа 35. Блок управления снабжен также релейно-импульсными выводами 36.The proposed autonomous power supply system with an electric start of the power plant contains: a power plant 1 with a drive shaft, a magnetoelectric starter-generator with permanent magnets 2 on the rotor and a three-phase anchor winding 3 on the stator connected through a contactor 4 to an AC switchgear 5 with unstable parameters, three-phase ballast inductive-capacitive filter 6, differential two-condenser filter rack 7-8 with grounded middle and bipolar extreme conclusions 9-10-11, a bridge reversible rectifier-inverter converter, consisting of three phase two-arm electronic-key racks 12-13, 14-15 and 16-17, shunted by reverse diodes 18-19, 20-21 and 22-23. The system also contains a control unit 24 (Fig. 2) with feedback circuits 25, 26 for external currents and voltages with pulse-modulator outputs 27. In addition, the system includes: an alternating voltage switchgear 28 with a stable amplitude, a three-phase auxiliary inductive-capacitive filter 29, as well as three bidirectional electronic keys 30. Each electronic key of the bridge rectifier-inverter converter is equipped with a damping-snubber circuit consisting of a damper choke 31, included in series with this key, a snubber capacitor 32, a two-diode rack 33-34, and a bit electronic key 35. The control unit is also provided with pulse-relay terminals 36.

Фазные двухплечевые электронно-ключевые стойки 12-13, 14-15 и 16-17 подключены своими межплечевыми средними выводами через балластный индуктивно-емкостной фильтр 6 и контактор 4 к якорной обмотке 3 стартер-генератора, а своими выводами постоянного тока - к крайним выводам фильтровой стойки 7-8. Вспомогательный индуктивно-емкостный фильтр 29 включен между межплечевыми средними выводами электронно-ключевых стоек мостового выпрямительно-инверторного преобразователя и распределительного устройства 28 переменного напряжения со стабильной амплитудой. Двунаправленные электронные ключи 30 заземляют указанные межплечевые выводы мостового преобразователя.Phase two-arm electronic-key racks 12-13, 14-15 and 16-17 are connected by their inter-arm middle leads through a ballast inductive-capacitive filter 6 and contactor 4 to the armature winding 3 of the starter-generator, and with their DC outputs to the extreme terminals of the filter racks 7-8. An auxiliary inductive-capacitive filter 29 is connected between the inter-shoulder middle terminals of the electronic-key racks of the bridge rectifier-inverter converter and the variable voltage switchgear 28 with a stable amplitude. Bidirectional electronic keys 30 ground the indicated inter-arm outputs of the bridge transducer.

Каждый из разрядных электронных ключей 35 через двухдиодную стойку 33-34 подключен к первому силовому выводу данного ключа, через первый диод стойки и снабберный конденсатор 32 - ко второму силовому выводу данного ключа и непосредственно подключен к соответствующему распределительному устройству 5 переменного напряжения с нестабильными параметрами.Each of the bit electronic keys 35 through a two-diode rack 33-34 is connected to the first power output of this key, through the first diode of the rack and the snubber capacitor 32 to the second power output of this key and is directly connected to the corresponding AC switchgear 5 with unstable parameters.

Блок управления 24 своими импульсно-модуляторными выводами 27 подключен к управляющим выводам ключей с 12 по 17 мостового выпрямительно-инверторного преобразователя, а своими релейно-сигнальными выводами 36 - к управляющим выводам двунаправленных электронных ключей 30.The control unit 24 with its pulse-modulator terminals 27 is connected to the control terminals of the keys 12 to 17 of the bridge rectifier-inverter converter, and its relay-signal leads 36 to the control terminals of the bi-directional electronic keys 30.

В качестве электронных ключей с 12 по 17 и 30 могут использоваться ключевые транзисторы или двухоперационные (запираемые по управлению) тиристоры, а в качестве разрядных электронных ключей 35 - ключевые транзисторы.Key transistors or two-operational (lockable for control) thyristors can be used as electronic keys from 12 to 17 and 30, and key transistors as bit electronic keys 35.

На чертеже также показаны аварийный расцепитель 37 сочленения вала силовой установки 1 (например, срезная или подвижная шпонка) для защиты от перегрузок и коротких замыканий.The drawing also shows the emergency release 37 of the joint of the shaft of the power plant 1 (for example, shear or movable key) to protect against overloads and short circuits.

Автономная система электроснабжения с электрозапуском силовой установки работает следующим образом.Autonomous power supply system with electric start of the power plant operates as follows.

К выводам 9-10-11 фильтровой стойки 7-8 подключают суперконденсатор или/и аккумуляторную накопительную батарею. К распределительным устройствам 5 и 28 переменных напряжений подключают нагрузки (потребители) переменного трехфазного (или однофазного) тока с нестабильными параметрами и стабильной амплитудой напряжения, соответственно.A supercapacitor or / and a storage battery is connected to the terminals 9-10-11 of the filter rack 7-8. Switchgears 5 and 28 of alternating voltages connect the loads (consumers) of an alternating three-phase (or single-phase) current with unstable parameters and a stable voltage amplitude, respectively.

На импульсно-модуляторных выводах 27 и релейно-сигнальных выводах 36 блока управления 24 формируются высокочастотные прямоугольные широтно-модулируемые и кратковременные импульсы, соответственно, для управления электронными ключами.On the pulse-modulator terminals 27 and relay-signal terminals 36 of the control unit 24, high-frequency rectangular pulse-width modulated and short-term pulses are formed, respectively, for controlling electronic keys.

Система электроснабжения может работать в двух режимах:The power supply system can operate in two modes:

1) режиме электрозапуска силовой установки (стартерном режиме) и 2) режиме электропитания потребителей (нагрузок) от магнитоэлектрического генератора через распределительные устройства 5 и 28 и через подзаряженную накопительную батарею (с фильтровой стойкой 7-8). Рассмотрим поочередно эти режимы.1) power plant start-up mode (starter mode) and 2) power supply mode (loads) of consumers from the magnetoelectric generator through switchgears 5 and 28 and through a recharged storage battery (with a filter rack 7-8). Let's consider these modes one by one.

1. Режим электрозапуска силовой установки (стартерный режим).1. The electric start mode of the power plant (starter mode).

В этом режиме мостовой обратимый выпрямительно-инверторный преобразователь (с ключами 12-17 и 30) выполняет функцию инвертора регулируемого трехфазного напряжения, линейно нарастающего по частоте и амплитуде от нуля до максимальных значений (по мере разгона ротора 2 стартер-генератора, работающего в режиме синхронного электродвигателя). При этом фазные токи в якорной обмотке 3 могут иметь прямоугольную форму («меандр» - с промежуточными паузами или без них). Работа указанного мостового инвертора широко освещена в литературе и не требует дополнительных пояснений.In this mode, the bridge reversible rectifier-inverter converter (with keys 12-17 and 30) performs the function of an adjustable three-phase voltage inverter, linearly increasing in frequency and amplitude from zero to maximum values (as the rotor 2 of the starter-generator, operating in synchronous mode, accelerates electric motor). In this case, the phase currents in the armature winding 3 may have a rectangular shape ("meander" - with or without intermediate pauses). The operation of the specified bridge inverter is widely covered in the literature and does not require additional explanation.

Указанный режим продолжается до момента достаточной раскрутки вала силовой установки 1, начиная с которого силовая установка переходит на самостоятельную работу («режим малого газа») и способна нести генераторную нагрузку.The specified mode continues until there is sufficient promotion of the shaft of the power plant 1, starting from which the power plant switches to independent operation (“low gas mode”) and is capable of carrying a generator load.

2. Режим электропитания потребителей (нагрузок) переменного и выпрямленных токов.2. The power supply mode of consumers (loads) of alternating and rectified currents.

В этом режиме мостовой обратимый выпрямительно-инверторный преобразователь выполняет функцию так называемого, Виенна-выпрямителя с коррекцией коэффициента потребляемой мощности. Указанная коррекция осуществляется с помощью широтно-импульсного регулирования фазных токов в якорных обмотках 3 стартер-генератора с обеспечением их синусоидальной формы при синхронности и синфазности с соответствующими фазными напряжениями. Это позволяет (в отличие от прототипа) одновременно обеспечить: а) стабилизацию выпрямленных напряжений (на фильтровой стойке 7-8) с приближением коэффициента потребляемой мощности к единице, т.е. с минимальными тепловыми потерями в цепях переменного тока, и б) стабилизацию амплитуды напряжений на распределительном устройстве 28 за счет питания входных выводов вспомогательного индуктивно-емкостного фильтра 29 от фильтровой стойки 7-8 через поочередно отпираемые выпрямительные диоды с 18 по 23.In this mode, the bridge reversible rectifier-inverter converter performs the function of the so-called Vienne rectifier with the correction of the power consumption coefficient. The specified correction is carried out using pulse-width regulation of phase currents in the armature windings 3 of the starter-generator with ensuring their sinusoidal shape with synchronism and common mode with the corresponding phase voltages. This allows (unlike the prototype) to simultaneously provide: a) stabilization of the rectified voltages (on the filter rack 7-8) with the approach of the coefficient of power consumption to unity, i.e. with minimal heat loss in the AC circuits, and b) stabilization of the voltage amplitude at the switchgear 28 by supplying the input terminals of the auxiliary inductive-capacitive filter 29 from the filter rack 7-8 through alternately unlocked rectifier diodes 18 to 23.

В обоих рассмотренных режимах, во-первых, с помощью демпфирующих дросселей 31 обеспечивается исключение «сквозных сверхтоков» из-за несанкционированных включений силовых ключей (с 12 по 17 и 30) при воздействии на блок управления24 электромагнитных импульсов молний, и во-вторых, осуществляется «мягкая» коммутация силовых ключей (без одновременных скачков токов и напряжений в цепях ключей), благодаря чему снижаются коммутационные тепловые потери и помехоизлучения. При этом полная разрядка снабберных конденсаторов 32 производится в цепь соответствующего дросселя индуктивно-емкостного фильтра 6 через разрядный электронный ключ 35, диод 18, дроссель 31 и ключ 12 (и через другие аналогичные цепи), а энергия, накапливаемая снабберными конденсаторами, передается в нагрузку с малыми тепловыми потерями.In both considered modes, firstly, with the help of damping chokes 31, the “through overcurrents” are eliminated due to unauthorized switching on of power switches (from 12 to 17 and 30) when 24 control lightning electromagnetic pulses are exposed to the control unit, and secondly, “Soft” switching of power switches (without simultaneous surges of currents and voltages in the circuit of the switches), thereby reducing switching heat losses and noise emissions. In this case, the snubber capacitors 32 are completely discharged into the circuit of the corresponding inductor of the inductive-capacitive filter 6 through the discharge electronic key 35, diode 18, the inductor 31 and the key 12 (and through other similar circuits), and the energy stored by the snubber capacitors is transferred to the load with low heat loss.

Таким образом, по сравнению с прототипом в предлагаемой автономной системе электроснабжения с электрозапуском силовой установки обеспечиваются основной технический результат: расширение функциональных возможностей системы за счет обеспечения стабилизации амплитуды переменного напряжения без снижения коэффициента потребляемой мощности и КПД системы, а также дополнительные результаты: повышение надежности и снижение помехоизлучений системы за счет исключения цепей для несанкционированных «сквозных сверхтоков» при воздействии электромагнитных импульсов молний и за счет обеспечения «мягкой» коммутации электронных ключей.Thus, in comparison with the prototype in the proposed autonomous power supply system with electric start of the power plant, the main technical result is provided: expanding the system’s functionality by stabilizing the amplitude of the AC voltage without reducing the power consumption coefficient and system efficiency, as well as additional results: increasing reliability and lowering system interference due to the exclusion of circuits for unauthorized "through overcurrents" when exposed to electric electromagnetic pulses of lightning and by providing "soft" switching electronic keys.

Claims (2)

1. Автономная система электроснабжения с электрозапуском силовой установки, содержащая силовую установку с приводным валом, магнитоэлектрический стартер-генератор с постоянными магнитами на роторе и трехфазной якорной обмоткой на статоре, подключенной через контактор к распределительному устройству переменного напряжения с нестабильными параметрами, трехфазный балластный индуктивно-емкостный фильтр, дифференциальную двухконденсаторную фильтровую стойку с заземленным средним и разнополярными крайними выводами, мостовой обратимый выпрямительно-инверторный преобразователь, состоящий из трех фазных двухплечевых электронно-ключевых стоек, зашунтированных обратными диодами и подключенных своими межплечевыми средними выводами через балластный индуктивно-емкостный фильтр и контактор к якорной обмотке стартер-генератора, а своими выводами постоянного тока - к крайним выводам фильтровой стойки, а также блок управления с цепями обратных связей по токам и напряжениям и с импульсно-модуляторными выводами, подключенными к управляющим выводам электронно-ключевых стоек мостового преобразователя, отличающаяся тем, что в нее введены распределительное устройство переменного тока со стабильной амплитудой, трехфазный вспомогательный индуктивно-емкостный фильтр, включенный между межплечевыми средними выводами электронно-ключевых стоек мостового выпрямительно-инверторного преобразователя и указанным распределительным устройством, а также три двунаправленных электронных ключа.1. Autonomous power supply system with electric start of the power plant, comprising a power plant with a drive shaft, a magnetoelectric starter-generator with permanent magnets on the rotor and a three-phase armature winding on the stator, connected through a contactor to an alternating voltage switchgear with unstable parameters, a three-phase inductive-capacitive ballast filter, differential two-condenser filter rack with grounded middle and bipolar extreme leads, bridge reversible The first rectifier-inverter converter, consisting of three phase two-arm electronic key racks, shunted by reverse diodes and connected with their inter-shoulder middle leads through a ballast inductive-capacitive filter and contactor to the armature winding of the starter generator, and with its direct current leads to the extreme terminals of the filter racks, as well as a control unit with feedback circuits for currents and voltages and with pulse-modulator outputs connected to the control terminals of the electronic-key device a bridge converter, characterized in that an alternating current distributor with a stable amplitude, a three-phase auxiliary inductive-capacitive filter inserted between the inter-arm middle outputs of the electronic key racks of the bridge rectifier-inverter converter and said switchgear, as well as three bidirectional electronic keys are inserted into it . 2. Автономная система электроснабжения с электрозапуском силовой установки по п. 1, отличающаяся тем, что каждый электронный ключ мостового преобразователя снабжен демпферно-снабберной цепочкой, состоящей из демпферного дросселя, включенного последовательно с этим ключом, снабберного конденсатора, двухдиодной стойки и разрядного электронного ключа, а блок управления снабжен релейно-импульсными выводами, подключенными к управляющим выводам разрядных электронных ключей, каждый из которых через двухдиодную стойку подключен к первому силовому выводу данного ключа, через первый диод стойки и через снабберный конденсатор - ко второму силовому выводу данного ключа и непосредственно подключен к соответствующему распределительному устройству переменного напряжения с нестабильными параметрами.2. An autonomous power supply system with an electric start of the power plant according to claim 1, characterized in that each electronic key of the bridge converter is equipped with a snubber-snubber chain consisting of a damper choke connected in series with this key, a snubber capacitor, a two-diode rack and a discharge electronic key, and the control unit is equipped with relay-pulse outputs connected to the control terminals of the discharge electronic keys, each of which is connected through a two-diode rack to the first the main output of this key, through the first diode of the rack and through the snubber capacitor, to the second power output of this key and is directly connected to the corresponding AC voltage switchgear with unstable parameters.
RU2017128000U 2017-08-04 2017-08-04 Autonomous power supply system with electric start of the power plant RU177678U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017128000U RU177678U1 (en) 2017-08-04 2017-08-04 Autonomous power supply system with electric start of the power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017128000U RU177678U1 (en) 2017-08-04 2017-08-04 Autonomous power supply system with electric start of the power plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU177678U1 true RU177678U1 (en) 2018-03-06

Family

ID=61568197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017128000U RU177678U1 (en) 2017-08-04 2017-08-04 Autonomous power supply system with electric start of the power plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU177678U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2778248C1 (en) * 2022-03-25 2022-08-16 Акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Космические системы мониторинга, информационно-управляющие и электромеханические комплексы" имени А.Г. Иосифьяна" АО "Корпорация "ВНИИЭМ" Autonomous system of reliable power supply

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5512811A (en) * 1994-01-21 1996-04-30 Sundstrand Corporation Starter/generator system having multivoltage generation capability
EP1484832B1 (en) * 2003-06-06 2010-10-06 Fanuc Ltd Motor driving apparatus
RU107008U1 (en) * 2011-04-21 2011-07-27 Открытое Акционерное Общество "Агрегатное Конструкторское Бюро "Якорь" AUTONOMOUS STARTER-GENERATOR POWER SUPPLY SYSTEM
RU126223U1 (en) * 2012-10-16 2013-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) AUTONOMOUS POWER SUPPLY SYSTEM
RU2574217C2 (en) * 2013-11-06 2016-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Псковский государственный университет" Starter-generator set for self-contained power supply based on rotary-vane engine with external heat supply and method of its usage

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5512811A (en) * 1994-01-21 1996-04-30 Sundstrand Corporation Starter/generator system having multivoltage generation capability
EP1484832B1 (en) * 2003-06-06 2010-10-06 Fanuc Ltd Motor driving apparatus
RU107008U1 (en) * 2011-04-21 2011-07-27 Открытое Акционерное Общество "Агрегатное Конструкторское Бюро "Якорь" AUTONOMOUS STARTER-GENERATOR POWER SUPPLY SYSTEM
RU126223U1 (en) * 2012-10-16 2013-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" (МАИ) AUTONOMOUS POWER SUPPLY SYSTEM
RU2574217C2 (en) * 2013-11-06 2016-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Псковский государственный университет" Starter-generator set for self-contained power supply based on rotary-vane engine with external heat supply and method of its usage

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2778248C1 (en) * 2022-03-25 2022-08-16 Акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Космические системы мониторинга, информационно-управляющие и электромеханические комплексы" имени А.Г. Иосифьяна" АО "Корпорация "ВНИИЭМ" Autonomous system of reliable power supply

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhu et al. Extended switched-boost DC-DC converters adopting switched-capacitor/switched-inductor cells for high step-up conversion
CN107251398B (en) DC-DC converter
KR101199490B1 (en) Multi-phase interleaved bidirectional DC-DC converter with high voltage conversion ratio
US20090285005A1 (en) Space-saving inverter with reduced switching losses and increased life
Siwakoti et al. Quasi-Y-source inverter
RU2675726C1 (en) Voltage converter
EP1962414A1 (en) Power converting apparatus
Kaykhosravi et al. The application of a Quasi Z-source AC-AC converter in voltage sag mitigation
Boby et al. A low-order harmonic elimination scheme for induction motor drives using a multilevel octadecagonal space vector structure with a single DC source
KR20190115364A (en) Single and three phase combined charger
RU177678U1 (en) Autonomous power supply system with electric start of the power plant
RU2596218C1 (en) Regulating device for asynchronous motor
Chen et al. Stacked modular isolated dynamic current source converters for medium voltage applications
Das et al. A comparative analysis of PI and PID controlled bidirectional DC-DC converter with conventional bidirectional DC-DC converter
RU103427U1 (en) BATTERY-DISCHARGE DEVICE FOR BATTERIES
Hwu et al. Photovoltaic energy conversion system constructed by high step-up converter with hybrid maximum power point tracking
Cheng et al. The topology analysis and compare of high-frequency power electronic transformer
Webb et al. A12 switch zero-inductor voltage converter topology for next generation datacenters
RU2609770C1 (en) Guaranteed power supply device
Jagan et al. Reduced capacitor stress one switched-inductor improved Z-source inverter
US9923480B2 (en) DC-to-AC power converter with high efficiency
Aihsan et al. Performance Evaluation of Transformerless Inverter based Quadratic Boost Converter
RU172897U1 (en) Three Phase Uninterruptible Power Supply
RU175601U1 (en) Bidirectional Switching Voltage Converter
Ahmed et al. A single-phase quasi-Z-source AC-AC converter with high-frequency transformer isolation