SU1473067A1

SU1473067A1 - Электромеханический источник питани

Info

Publication number: SU1473067A1
Application number: SU864106925A
Authority: SU
Inventors: Владимир Владимирович Бочаров; Сергей Иосифович Вольский; Валерий Семенович Гершберг; Леонард Николаевич Грачев; Леонид Иванович Кондаков; Станислав Борисович Резников; Сергей Владимирович Смирнов; Игорь Ильич Токарь
Original assignee: Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе; Предприятие П/Я Г-4993
Priority date: 1986-08-21
Filing date: 1986-08-21
Publication date: 1989-04-15

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может найти применение в устройствах генерировани переменного тока стабильной частоты дл систем электроснабжени подвижных объектов. Целью изобретени вл етс улучшение формы и снижение колебаний частоты выходного напр жени , повышение устойчивости и надежности, а также снижение массы устройства. Источник питани содержит дифференциальный 8 и дополнительный 15 редукторы, синхронный генератор 1, синхронный возбудитель 2 с регул тором напр жени 4, подвозбудитель 5, вспомогательную машину 7, обратимый статический преобразователь частоты 6. 1 ил.

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам генерирования переменного тока стабильной частоты, и может быть использова- 5 но в автономных системах электроснабжения подвижных объектов.

Цель изобретения — улучшение формы и снижение колебаний частоты выходного напряжения, повышение устой- 10 чивости и надежности, а также снижение массы устройства*.

На чертеже представлена функцио- « нальная схема электромеханического источника питания. ' 15

Электромеханический источник питания содержит синхронный генератор 1, синхронный возбудитель 2, вращающийся выпрямитель 3, регулятор 4 напряжения, подвозбудитель 5, обрати- 20 мый статический преобразователь 6 частоты,·вспомогательную электрическую машину 7 и дифференциальный редуктор 8, ведущий вал 9 ?которого соединен с силовой установкой 10, ве- 25 домый вал, 11 связан с ротором синх'ронного генератора Г и ротором подвозбудителя 5, имеющим постоянные магниты, а также с ротором синхронного возбудителя 2, вращающаяся якор- 30 ная обмотка которого через вращающийся выпрямитель 3 подключена к вращающейся обмотке 12 возбуждения синхронного генератора 1, Неподвижная обмотка 13 возбуждения синхронного 35 возбудителя 2 через регулятор 4 на·¹*· пряжения подключена к неподвижной якорной обмотке подвозбудителя 5, а вспомогательный вал 14 дифференциального редуктора 8 соединен с ротором 40 вспомогательной электрической машины 7., неподвижная якорная обмотка которой подключена к входу обратимого статического преобразователя частоты, выход которого подключен, к не- 45 подвижной якорной обработке возбудителя 5, ротор которого связан с ведомым валом 11 дифференциального усилителя через дополнительный редуктор 15.. so

В качестве обратимого статического преобразователя 6 частоты может быть использован тиристорный циклоконвертор или полупроводниковый преобразователь с промежуточным звеном 55 постоянного тока.

Схема регулятора 4 напряжения и сх^ма управления обратимым статическим преобразователем б частоты ана логичны схемам управления теми же элементами в известном устройстве.

Дополнительный редуктор 15 необходим для обеспечения оптималТьной частоты вращения ротора подвозбудителя 5, которьм, помимо функции питания регулятора 4 напряжения, выполняет свою основную энергетическую функцию - обмен энергией с вспомогательной электрической машиной 7,

Электромеханический источник питания работает следующим образом.

В режиме генерирования электро энергии в сеть переменного тока частота вращения (0 ведущего вала 9 изменяется по произвольному закону от минимальной величины со _мин до максимальной С0_ма^_с , колеблясь относительно номинального значения СО _ном = ^(й_мин+ +СЗ_макс). Ведомый вал II имеет стабильную частоту вращения, определяющую стабильную частоту электродвижущей силы, наводимой в неподвижной якорной обмотке синхронного генератора 1, подсоединенной к сети переменного тока. Частота вращения ц), вспомогательного вала 14 линейно зави сит от СО , причем значению С0_ном соответствует значение C0_t = 0, а значениям СО _мин и ω_ΜαΚΟ соответствуют значения -Й_<л,_акс и +С0,_ма(;с · Ротор подвозбудителя 5 вращается со стабильной частотой ω₂ = const, связанной с частотой вращения ротора синхронного, генератора I постоянным коэффициентом редукции дополнительного редуктора 15.

При частоте вращения Ц) z Q цом вспомогательная .электрическая машина 7 работает в режиме двигателя, потребляя мощность, доставляемую подвозбудителем 5 через обратимый статический преобразователь 6 частоты. При этом, подвозбудитель работает в режиме генератора, обеспечивая также, питанием регулятор 4 напряжения.

При частоте вращения СО > СО _номвспомогательная электрическая машина 7 работает в режиме генератора, доставляя через обратимый'статический преобразователь 6 частоты мощность подвозбудителю 5, который работает в ^режиме двигателя, а также обеспечивая питанием регулятор 4 на пряжения .

Функция схемы управления сводится к стабилизации частоты выходного на пряжения на неподвижной якорной обмотке подвозбудителя, т.е. к стабилизации частоты вращения ведомого вал'а 1 1 .

Таким образом, в отличие от известного устройства в предлагаемом электромеханическом источнике питания отсутствуют линейные искажения в возбудителем 5, переразмеривание ко· торого с учетом использования постоянных магнитов с большей энергией и $ повышающего дополнительного редуктора 15 менее значительно, чем для машин с электромагнитным возбуждением и с меньшей частотой вращения.

форме выходного напряжения, связан- ( ные с коммутационными процессами в обратимом статическом преобразователе 6 частоты, так как в генераторном режиме‘последний не имеет гальванической связи с якорной обмоткой СИНХ- 1 ронного генератора 1. Также снижены колебания частоты выходного напряжения в переходных процессах (при сбросах и набросах нагрузок) благодаря увеличенной динамической жесткости 2 канала регулирования частоты, обусловленной применением постоянных магнитов на роторе вспомогательной электрической машины 7 и независимостью напряжения якорной обмотки подвозбу- 2 дителя 5 от тока нагрузки синхронно-

Claims

Формула изобретения

Электромеханический источник питания, содержащий синхронный генератор, синхронный возбудитель, вращающийся выпрямитель,регулятор напряжения, подводбудитель, обратимый статический преобразователь частоты, вспомогательную электрическую машину и дифференциальный редуктор, ведущий вал которого предназначен для соединения с силовой установкой, ведомый вал связан с ротором синхронного генератора и ротором подвозбудителя с постоянными магнитами, а также с рот тором синхронного возбудителя, вращающаяся якорная обмотка которого . через вращающийся выпрямитель подклюго генератора.

Повышается устойчивость системы благодаря независимости .канала регулирования амплитуды и частоты выходного напряжения, а также надежность устройства благодаря повышению устойчивости и способности стабилизации частоты вращения ротора синхронного генератора 1 при кратковременных коротких замыканиях в его якорной цепи или в сети переменног© тока.

Снижение массы устройства обеспечивается благодаря отсутствию компаундирующего трансформатора и сни1жению установленной мощности синхронного генератора и, соответственно, синхронного возбудителя, таккак мощность, потребляемая вспомогательной Электрической машиной 7 при минимальных частотах вращения вала силовой установки, доставляется под чена к вращающейся обмотке возбуждения синхронного генератора, неподвижная обмотка возбуждения синхронного 30 возбудителя через регулятор напряжения подключена к неподвижной якорной обмотке подвозбудителя, а вспомогательный вал дифференциального редуктора соединен с ротором вспомсга^5 тельной электрической машины, неподвижная якорная обмотка которой подключена к входу обратимого статического преобразователя частоты, отличающийся тем, что, с це-’ 40 лью улучшения формы и снижения колебаний частоты выходного напряжения, повышения устойчивости и надежности, а также снижения массы устройства, выход обратимого статического преоб— 45 разователя частоты подключен к якорной обмотке подвозбудителя, ротор которого связан с ведомым валом дифференциального редуктора через дополнительный редуктор.