RU2253937C2

RU2253937C2 - Synchronous generator for autonomous power source

Info

Publication number: RU2253937C2
Application number: RU2003116951/11A
Authority: RU
Inventors: О.А. Давыдов (RU); О.А. Давыдов; Ю.А. Вантюсов (RU); Ю.А. Вантюсов; А.П. Левцев (RU); А.П. Левцев
Original assignee: Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2003-06-06
Publication date: 2005-06-10

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: device has stator with two anchor windings and rotor with two inductive windings. Alternating current excitation means is connected in parallel to main inductive winding of rotor, and to its additional inductive winding it is connected in parallel through frequency adjuster via switch to additional inductive winding of rotor.

EFFECT: better launch conditions of asynchronous electric engines from autonomous electric power source of limited power.

1 dwg

Description

Изобретение относится к синхронным генераторам переменного тока с изменяющейся частотой и может быть использовано для резервирования электроснабжения потребителей электрической энергии.The invention relates to synchronous alternating current generators with a varying frequency and can be used to reserve electricity to consumers of electric energy.

Известен генератор переменного тока на два напряжения с отношением частот этих напряжений f₁:f₂=1:2 и двумя возбудителями, один из которых является возбудителем постоянного тока, а другой - однофазного переменного тока [см., например, SU №817889, кл. Н 02 К 19/32, 1981].A known alternator for two voltages with a frequency ratio of these voltages f ₁ : f ₂ = 1: 2 and two pathogens, one of which is a direct current pathogen, and the other is a single-phase alternating current [see, for example, SU No. 817889, class . H 02 K 19/32, 1981].

Недостатком этого генератора является то, что при подключении дополнительной нагрузки напряжение на основном оборудовании, подключенном ранее, изменяется скачкообразно.The disadvantage of this generator is that when an additional load is connected, the voltage on the main equipment connected earlier changes stepwise.

Известен генератор переменного тока на два напряжения различной частоты, содержащий статор с двумя обмотками якоря, ротор с двумя обмотками индуктора и источник постоянного тока [см., например, патент Швейцарии №427978, кл. Н 02 К 19/34, 1967].Known alternator for two voltages of different frequencies, containing a stator with two windings of the armature, a rotor with two windings of the inductor and a direct current source [see, for example, Swiss patent No. 427978, cl. H 02 K 19/34, 1967].

Недостатком является то, что невозможен разгон электродвигателей на низких частотах и перевод их на номинальную частоту, т.к. не обеспечивается равенство частот этих обмоток (f₁≠ f₂).The disadvantage is that it is impossible to accelerate electric motors at low frequencies and translate them to the nominal frequency, because equal frequencies of these windings (f ₁ ≠ f ₂ ) are not ensured.

Технический результат заключается в улучшении условий пуска асинхронных электродвигателей от автономного источника электроснабжения ограниченной мощности.The technical result consists in improving the starting conditions of induction motors from an autonomous source of limited power supply.

Сущность изобретения состоит в том, что в синхронном генераторе автономного источника электроснабжения, содержащем статор с двумя якорными обмотками и ротор с двумя индукторными обмотками, возбудитель переменного тока, соединенный параллельно с основной индукторной обмоткой ротора, подключен через регулятор частоты посредством переключателя параллельно к дополнительной индукторной обмотке ротора.The essence of the invention lies in the fact that in a synchronous generator of an autonomous power supply source containing a stator with two anchor windings and a rotor with two inductor windings, an AC exciter connected in parallel with the main inductor winding of the rotor is connected through a frequency regulator via a switch in parallel to the additional inductor winding rotor.

На чертеже представлена схема предлагаемого синхронного генератора.The drawing shows a diagram of the proposed synchronous generator.

В пазах сердечников статора 1 размещены две трехфазные электрически независимые и индукционно не связанные обмотки переменного тока основной частоты 2 и дополнительная обмотка 3. На валу расположены сердечники ротора 4 с основной индукторной обмоткой 5 и дополнительной индукторной обмоткой 6. Возбудитель переменного тока 7 соединен параллельно с основной индукторной обмоткой 5 ротора 4, а к его дополнительной индукторной обмотке 6 он подключен параллельно через регулятор частоты 8 посредством переключателя 9.In the grooves of the stator cores 1 there are two three-phase electrically independent and inductively non-connected main windings of the AC frequency 2 and an additional winding 3. On the shaft are the rotor cores 4 with the main inductor winding 5 and the additional inductor winding 6. The AC exciter 7 is connected in parallel with the main the inductor winding 5 of the rotor 4, and to its additional inductor winding 6 it is connected in parallel through the frequency regulator 8 via switch 9.

Синхронный генератор работает следующим образом.The synchronous generator operates as follows.

При питании генератора от возбудителя переменного тока 7 вырабатывается электроэнергия трехфазного переменного тока заданной частоты, например f=50 Гц. Также одновременно через регулятор частоты 8 происходит возбуждение дополнительной индукторной обмотки 6 и вырабатывается электроэнергия трехфазного переменного тока регулируемой частоты от f=0 до f=50 Гц, для плавного разгона асинхронных нагрузок на дополнительной якорной обмотке 3 при соответствующих пусковых токах до номинальных оборотов, и перевод их на питание от основной якорной обмотки 2.When the generator is powered by an alternating current exciter 7, three-phase alternating current electricity of a given frequency is generated, for example, f = 50 Hz. Also at the same time through the frequency regulator 8, an additional inductor winding 6 is excited and three-phase alternating current electric energy of adjustable frequency is generated from f = 0 to f = 50 Hz, for smooth acceleration of asynchronous loads on the additional armature winding 3 at the corresponding starting currents to rated revolutions, and translation them powered by the main anchor winding 2.

Для синхронизации параллельной работы обмоток якоря недостаточно только равенства частот, необходимо равенство напряжений этих обмоток (U₁=U₂), что обеспечивается регулятором напряжения.To synchronize the parallel operation of the armature windings, only equality of frequencies is not enough, equal voltage of these windings (U ₁ = U ₂ ) is necessary, which is provided by the voltage regulator.

В зависимости от скорости нарастания частоты df/dt, т.е. от ускорения вращающегося поля двигателя, пусковые токи гораздо меньше, чем при запуске на постоянной частоте [см., например. Булгаков А.А. Частотное управление асинхронными двигателями. - 3-е перераб. изд. - М.: Энергоиздат, 1982. – 216 с.].Depending on the slew rate of the frequency df / dt, i.e. from acceleration of the rotating field of the motor, the starting currents are much less than when starting at a constant frequency [see, for example. Bulgakov A.A. Frequency control of induction motors. - 3rd rev. ed. - M .: Energoizdat, 1982. - 216 p.].

Предлагаемая конструкция синхронного генератора с регулятором частоты может входить в синхронизацию при параллельной работе якорных обмоток, что допускает ввод дополнительной нагрузки, не отражаясь на основной якорной обмотке, доводя тем самым нагрузку постепенно до величины, соизмеримой с мощностью генератора, что улучшает условия пуска электродвигателей.The proposed design of a synchronous generator with a frequency regulator can enter synchronization during parallel operation of the armature windings, which allows the input of an additional load without affecting the main armature winding, thereby bringing the load gradually to a value commensurate with the generator power, which improves the starting conditions of electric motors.

Claims

A synchronous generator of an autonomous power supply source, comprising a stator with two anchor windings and a rotor with two inductor windings, characterized in that the AC exciter connected in parallel with the main inductor winding of the rotor is connected in parallel through the frequency regulator via a switch to the additional inductor winding of the rotor.