RU204451U1 - GENERATION DEVICE WHEN BRAKING THE REACTIVE-VENTILATION GENERATOR - Google Patents

GENERATION DEVICE WHEN BRAKING THE REACTIVE-VENTILATION GENERATOR Download PDF

Info

Publication number
RU204451U1
RU204451U1 RU2020133684U RU2020133684U RU204451U1 RU 204451 U1 RU204451 U1 RU 204451U1 RU 2020133684 U RU2020133684 U RU 2020133684U RU 2020133684 U RU2020133684 U RU 2020133684U RU 204451 U1 RU204451 U1 RU 204451U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
valve
generator
reluctance
windings
braking
Prior art date
Application number
RU2020133684U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Михайлович Степанов
Николай Андреевич Свистунов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ)
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 бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ)
Priority to RU2020133684U priority Critical patent/RU204451U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU204451U1 publication Critical patent/RU204451U1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/02—Details
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Abstract

Техническое решение относится к области электротехники и может быть использовано для управления генерацией электрической энергии при торможении реактивно-вентильными генераторов, работающих в двигательном режиме, применяемыми в электроприводе, в транспорте, в нефтегазовой отрасли. Задачей предложенного технического решения является повышение энергоэффективности за счет обеспечения накопления электроэнергии, генерируемой при торможении реактивно-вентильного генератора, работающего в двигательном режиме, и контролем ее качества. Устройство генерации при торможении реактивно-вентильного генератора содержит реактивно-вентильный генератор с валом, безобмоточным ротором с полюсами, статором с полюсами, поочередно охваченными фазными обмотками и обмотками контроля, расположенными с определенным шагом, выпрямитель, фильтры, вентильный коммутатор, накопитель электрической энергии, компаратор, микропроцессорная система, панель управления, генератор квадратурных сигналов, источники тока, блоки драйверов, блок контроля качества генерируемой электроэнергии, в реактивно-вентильный генератор дополнительно введены измерительно-генерирующие обмотки, выход которых связан с входом вентильного коммутатора. 1 ил.The technical solution relates to the field of electrical engineering and can be used to control the generation of electrical energy during braking by reluctance-valve generators operating in motor mode, used in electric drives, in transport, in the oil and gas industry. The task of the proposed technical solution is to increase energy efficiency by ensuring the accumulation of electricity generated when braking a reactive valve generator operating in a motor mode, and controlling its quality. The generation device during braking of the reluctance-valve generator contains a reluctance-valve generator with a shaft, winding-free rotor with poles, a stator with poles alternately covered by phase windings and control windings located at a certain pitch, a rectifier, filters, a valve switch, an electric energy storage device, a comparator , microprocessor system, control panel, quadrature signal generator, current sources, driver blocks, generated power quality control unit, measuring-generating windings are additionally introduced into the reluctance-valve generator, the output of which is connected to the input of the valve switch. 1 ill.

Description

Техническое решение относится к области электротехники и может быть использовано для управления генерацией электрической энергии при торможении реактивно-вентильными генераторов, работающих в двигательном режиме, применяемыми в электроприводе, в транспорте, в нефтегазовой отрасли.The technical solution relates to the field of electrical engineering and can be used to control the generation of electrical energy during braking by reluctance-valve generators operating in motor mode, used in electric drives, in transport, in the oil and gas industry.

В качестве аналога взят SRM (Switched Reluctance Motor), приведенный на Fig. 7.2 (Page 100) и описанный в монографии Miller T.J.E. Switched reluctance motor and their control. Magna physics publishing and Clarendon press. Oxford. 1993. Рассматриваемый двигатель состоит из синхронного индукторно-реактивного двигателя, датчика положения ротора, системы управления и вентильного коммутатора. Статор синхронного индукторно-реактивного двигателя выполняется с прямыми зубцами, на которых размещаются катушечные обмотки, соединяемые в многофазную обмотку; ротор - зубчатый, безобмоточный. Число зубцов статора не равно числу зубцов ротора. В отечественной технической литературе данный тип двигателя получил наименование вентильный индукторно-реактивный двигатель (ВИРД). [Голландцев Ю.А. Вентильные индуктивно-реактивные двигатели. СПб.: ГНЦ РФ - ЦНИИ «Электроприбор», 2003]. К недостаткам аналога можно отнести наличие дополнительного датчика положения, установка которого на валу двигателя увеличивает массогабаритные размеры электромашинного агрегата.The SRM (Switched Reluctance Motor) shown in Fig. 7.2 (Page 100) and described in the monograph by Miller T.J.E. Switched reluctance motor and their control. Magna physics publishing and Clarendon press. Oxford. 1993. The considered motor consists of a synchronous inductor-reluctance motor, a rotor position sensor, a control system and a valve commutator. The stator of a synchronous inductor-reluctance motor is made with straight teeth, on which coil windings are located, connected to a polyphase winding; rotor - toothed, winding-free. The number of stator teeth is not equal to the number of rotor teeth. In the domestic technical literature, this type of engine is called a valve inductor-reluctance engine (VIRD). [Gollandsev Yu.A. Valve inductive-reluctance motors. SPb .: SSC RF - TsNII "Electropribor", 2003]. The disadvantages of the analogue include the presence of an additional position sensor, the installation of which on the engine shaft increases the weight and dimensions of the electrical machine unit.

В качестве прототипа взято устройство возбуждения генератора и контроля качества генерируемой электрической энергии вентильно-реактивным генератором, патент РФ №2690673, МПК8 Н02Р 9/26, 30, 40, Н02К 19/36, опуб. Бюл. №16 от 05.06.2019 г. В устройство возбуждения генератора и контроля качества генерируемой электрической энергии вентильно-реактивным генератором, содержащем вал, безобмоточный ротор с полюсами, статор с полюсами, поочередно охваченными фазными обмотками и обмотками контроля, расположенными с определенным шагом, дополнительно введены выпрямитель, фильтры, вентильный коммутатор, накопитель электрической энергии, компаратор, микропроцессорная система, панель управления, генератор квадратурных сигналов, источники тока, блоки драйверов, блок контроля качества генерируемой электроэнергии. К недостаткам прототипа можно отнести отсутствие элемента контроля торможения для автоматического формирования управляющих воздействий.As a prototype, a generator excitation device and quality control of the generated electrical energy by a valve-reactive generator was taken, RF patent No. 2690673, IPC 8 Н02Р 9/26, 30, 40, Н02К 19/36, publ. Bul. No. 16 of 06/05/2019. The device for excitation of the generator and quality control of the generated electrical energy by a reluctance-reactive generator containing a shaft, a winding-free rotor with poles, a stator with poles alternately covered by phase windings and control windings located at a certain pitch are additionally introduced rectifier, filters, gate switch, electric energy storage, comparator, microprocessor system, control panel, quadrature signal generator, current sources, driver blocks, generated electricity quality control unit. The disadvantages of the prototype include the lack of a braking control element for the automatic generation of control actions.

Задачей предложенного технического решения является повышение энергоэффективности за счет обеспечения накопления электроэнергии, генерируемой при торможении реактивно-вентильного генератора, работающего в двигательном режиме, и контролем ее качества.The task of the proposed technical solution is to increase energy efficiency by ensuring the accumulation of electricity generated when braking a reactive valve generator operating in a motor mode, and controlling its quality.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что в устройство генерации при торможении реактивно-вентильного генератора, содержащее, реактивно-вентильный генератор с валом, безобмоточным ротором с полюсами, статором с полюсами, поочередно охваченными фазными обмотками и обмотками контроля, расположенными с определенным шагом, выпрямитель, фильтры, вентильный коммутатор, накопитель электрической энергии, компаратор, микропроцессорная система, панель управления, генератор квадратурных сигналов, источники тока, блоки драйверов, блок контроля качества генерируемой электроэнергии, в реактивно-вентильный генератор дополнительно введены измерительно-генерирующие обмотки, выход которых связан с входом вентильного коммутатора.The essence of the proposed technical solution lies in the fact that in the generation device when braking a reluctance-valve generator, containing a reluctance-valve generator with a shaft, a winding-free rotor with poles, a stator with poles, alternately covered by phase windings and control windings located at a certain pitch, rectifier, filters, valve commutator, electric energy storage, comparator, microprocessor system, control panel, quadrature signal generator, current sources, driver blocks, quality control unit for generated electricity, measuring-generating windings are additionally introduced into the reluctance-valve generator, the output of which is connected with the input of the valve commutator.

На Фиг. изображена схема устройства генерации при торможении реактивно-вентильного генератора.FIG. shows a diagram of the generation device when braking a reactive-valve generator.

Сетевое напряжение подают на выпрямитель 1, выход которого связан с входом фильтра 2, выход которого связан с входом панели управления 3 и входом генератора квадратурных токов 4, панель управления 3 имеет двухстороннюю связь с микропроцессорной системой 5, выходы которой связаны с входами блока драйверов 6, выходы которого связаны с входами вентильного коммутатора 7, который имеет двухстороннюю связь с фазными обмотками 8 реактивно-вентильного генератора 9, имеющего возможность работать в двигательном режиме, выход обмотки контроля 10 и выход измерительно-генерирующей обмотки 11 связаны с входом коммутатора 7, который имеет выходы, связанные с входами фильтра 12, выходы которого связаны с входами компаратора 13, выходы которого связаны с входами микропроцессорной системы 5, выход которой связан с входом генератора квадратурных токов 4, выходы которого связаны с входами источников тока 14 и 15, выходы которых связаны с входами вентильного коммутатора 7, выход которого связан с входом фильтра 16, выход которого связан с входом блока контроля качества генерируемой электроэнергии 17, выходы которого связаны с входами микропроцессорной системы 5 и накопителя электрической энергии 18.The mains voltage is supplied to the rectifier 1, the output of which is connected to the input of the filter 2, the output of which is connected to the input of the control panel 3 and the input of the quadrature current generator 4, the control panel 3 has a two-way communication with the microprocessor system 5, the outputs of which are connected to the inputs of the driver unit 6, the outputs of which are connected to the inputs of the valve switch 7, which has a two-way connection with the phase windings 8 of the reactive valve generator 9, which has the ability to operate in motor mode, the output of the control winding 10 and the output of the measuring-generating winding 11 are connected to the input of the switch 7, which has outputs connected to the inputs of the filter 12, the outputs of which are connected to the inputs of the comparator 13, the outputs of which are connected to the inputs of the microprocessor system 5, the output of which is connected to the input of the quadrature current generator 4, the outputs of which are connected to the inputs of the current sources 14 and 15, the outputs of which are connected to the inputs gate switch 7, the output of which is connected to the input phi ltra 16, the output of which is connected to the input of the generated electricity quality control unit 17, the outputs of which are connected to the inputs of the microprocessor system 5 and the electric energy storage 18.

Работает устройство генерации при торможении реактивно-вентильного генератора работающего в двигательном режиме следующим образом. Положение ротора реактивно-вентильного генератора 9, содержащего безобмоточный ротор с полюсами, статор с полюсами, поочередно охваченными фазными обмотками 8, обмотками контроля 10 и измерительно-генерирующими обмотками 11, определяют микропроцессорной системой 5 на основе сигналов от панели управления 3 и заданных параметров генерации, питание на которую подают от сети через выпрямитель 1 и фильтр 2. Определение положения ротора вентильно-реактивного генератора 9 определяет микропроцессорная система 5 на основе сформированных измерительных токов генератором квадратурных токов 4 (питание на который так же подают от сети через выпрямитель 1 и фильтр 2), через источники тока 14, 15 и с компаратора 13 через фильтр 12, вследствие изменения магнитного потока, а, следовательно, и ЭДС в обмотках контроля 10 и измерительно-генерирующих обмотках 11. На основании положения ротора микропроцессорная система 5 подает сигналы на замыкание силовых ключей через блоки драйверов 6 на вентильный коммутатор 7, для подачи питания на фазные обмотки 8 вентильно-реактивного генератора 9. При работе вентильно-реактивного генератора 9 в двигательном режиме на основании положения ротора и изменения ЭДС в измерительно-генерирующими обмотках 11 при торможении микропроцессорная система 5 подает сигналы на замыкание силовых ключей через блоки драйверов 6 на вентильный коммутатор 7, для снятия ЭДС с этих обмоток. Блок контроля качества генерируемой электроэнергии 17, подключенный через фильтр 16, определяет значения показателей качества генерируемой электроэнергии подает сигнал на микропроцессорную систему 5, которая путем сравнения показателей с номинальными значениями контролирует качество генерируемой подданное на накопитель электрической энергии 18 с ее последующим использованием.The generating device operates when braking a reluctance-valve generator operating in a motor mode as follows. The position of the rotor of a reluctance-valve generator 9, containing a winding-free rotor with poles, a stator with poles alternately covered by phase windings 8, control windings 10 and measuring-generating windings 11, is determined by the microprocessor system 5 based on signals from the control panel 3 and the given generation parameters, which is supplied from the mains through rectifier 1 and filter 2. Determination of the rotor position of the valve-reluctance generator 9 is determined by the microprocessor system 5 on the basis of the generated measuring currents by the generator of quadrature currents 4 (which is also supplied from the mains through rectifier 1 and filter 2) , through the current sources 14, 15 and from the comparator 13 through the filter 12, due to changes in the magnetic flux, and, consequently, the EMF in the control windings 10 and the measuring-generating windings 11. Based on the position of the rotor, the microprocessor system 5 gives signals to close the power switches via driver blocks 6 to the valve commutator torus 7, for supplying power to the phase windings 8 of the reluctance generator 9. When the reluctance generator 9 is operating in the motor mode, based on the rotor position and changes in the EMF in the measuring-generating windings 11 during braking, the microprocessor system 5 gives signals to close the power switches through the driver blocks 6 to the valve switch 7, to remove the EMF from these windings. The generated electricity quality control unit 17, connected through the filter 16, determines the values of the quality indicators of the generated electricity and sends a signal to the microprocessor system 5, which, by comparing the indicators with the nominal values, controls the quality of the generated electrical energy 18 with its subsequent use.

Предложенное техническое решение позволило повысить энергоэффективность за счет обеспечения накопления электроэнергии, генерируемой при торможении реактивно-вентильного генератора, работающего в двигательном режиме, и контроля ее качества.The proposed technical solution made it possible to increase energy efficiency by ensuring the accumulation of electricity generated when braking a reactive-valve generator operating in a motor mode, and controlling its quality.

Claims (1)

Устройство генерации при торможении реактивно-вентильного генератора, содержащее реактивно-вентильный генератор с валом, безобмоточным ротором с полюсами, статором с полюсами, поочередно охваченными фазными обмотками и обмотками контроля, расположенными с определенным шагом, выпрямитель, фильтры, вентильный коммутатор, накопитель электрической энергии, компаратор, микропроцессорная система, панель управления, генератор квадратурных сигналов, источники тока, блоки драйверов, блок контроля качества генерируемой электроэнергии, отличающееся тем, что в реактивно-вентильный генератор дополнительно введены измерительно-генерирующие обмотки, выход которых связан с входом вентильного коммутатора.A generating device when braking a reluctance-valve generator, containing a reluctance-valve generator with a shaft, a winding-free rotor with poles, a stator with poles alternately covered by phase windings and control windings located at a certain pitch, a rectifier, filters, a valve commutator, an electric energy storage device, a comparator, a microprocessor system, a control panel, a quadrature signal generator, current sources, driver units, a generated power quality control unit, characterized in that measuring-generating windings are additionally introduced into the reluctance valve generator, the output of which is connected to the input of the valve switch.
RU2020133684U 2020-10-13 2020-10-13 GENERATION DEVICE WHEN BRAKING THE REACTIVE-VENTILATION GENERATOR RU204451U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020133684U RU204451U1 (en) 2020-10-13 2020-10-13 GENERATION DEVICE WHEN BRAKING THE REACTIVE-VENTILATION GENERATOR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020133684U RU204451U1 (en) 2020-10-13 2020-10-13 GENERATION DEVICE WHEN BRAKING THE REACTIVE-VENTILATION GENERATOR

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU204451U1 true RU204451U1 (en) 2021-05-25

Family

ID=76034185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020133684U RU204451U1 (en) 2020-10-13 2020-10-13 GENERATION DEVICE WHEN BRAKING THE REACTIVE-VENTILATION GENERATOR

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU204451U1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002034300A (en) * 2000-07-11 2002-01-31 Shinko Electric Co Ltd Control circuit of sr generator
RU82077U1 (en) * 2008-12-05 2009-04-10 Открытое Акционерное Общество "Агрегатное Конструкторское Бюро "Якорь" ELECTRIC DRIVE
RU2379821C1 (en) * 2005-10-27 2010-01-20 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Electric motor drive system
KR101311378B1 (en) * 2012-05-31 2013-09-25 경성대학교 산학협력단 System for driving switched reluctance generator based on variable generation voltage converter
RU2690673C1 (en) * 2018-10-15 2019-06-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Excitation device of generator and quality control of generated electric energy by valve-jet generator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002034300A (en) * 2000-07-11 2002-01-31 Shinko Electric Co Ltd Control circuit of sr generator
RU2379821C1 (en) * 2005-10-27 2010-01-20 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Electric motor drive system
RU82077U1 (en) * 2008-12-05 2009-04-10 Открытое Акционерное Общество "Агрегатное Конструкторское Бюро "Якорь" ELECTRIC DRIVE
KR101311378B1 (en) * 2012-05-31 2013-09-25 경성대학교 산학협력단 System for driving switched reluctance generator based on variable generation voltage converter
RU2690673C1 (en) * 2018-10-15 2019-06-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) Excitation device of generator and quality control of generated electric energy by valve-jet generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jiao et al. Design and control of a two-phase brushless exciter for aircraft wound-rotor synchronous starter/generator in the starting mode
US7301311B2 (en) Brushless starter-generator with independently controllable exciter field
US7391180B2 (en) Pulse width modulation control circuit for a multimode electrical machine, and a multimode electrical machine equipped with such a control circuit
CN103780042B (en) A kind of brushless direct-current reluctance type starter-generator
RU99114456A (en) ELECTRICAL SYSTEM FOR TURBINE / AC GENERATOR ON A COMMON SHAFT
KR940000306A (en) AC variable speed drive device and electric vehicle drive system using the device
JPH10509017A (en) Starter generator system and method using a low voltage source
RU2690673C1 (en) Excitation device of generator and quality control of generated electric energy by valve-jet generator
JP2008154300A5 (en)
WO2006047524A1 (en) Ac generator with independently controlled field rotational speed
CN104242580B (en) A kind of automobile is with variable winding starting electromotor
KR980006797A (en) Power generator for internal combustion engine
KR20060105181A (en) A switched reluctance generator with enhanced generating efficiency at low speed
Ichinokura et al. Dynamic simulation model of switched reluctance generator
RU168624U1 (en) VENTILATION-REACTIVE GENERATOR
EP2592728A2 (en) Electromagnetic device
RU2361356C1 (en) Method and device for control of asynchronous motor
RU204451U1 (en) GENERATION DEVICE WHEN BRAKING THE REACTIVE-VENTILATION GENERATOR
RU2363090C1 (en) Electric generating plant
CN101102067A (en) Synchronization motor and its speed adjustment of DC armature three-phase AC excitation
RU2759560C1 (en) Backup exciter device for synchronous generator based on reactive valve generator
RU95919U1 (en) ELECTRIC POWER PLANT
JP2013141356A (en) Power generation motor
RU172453U1 (en) VENTILATION-REACTIVE GENERATOR
RU209317U1 (en) Polyphase generator