SU794702A1 - Асинхронизированна синхронна элЕКТРичЕСКА МАшиНА - Google Patents

Description

грузки, что ухудшает массогабаритные и энергетические показатели, снижает быстродействие генератора, а также двукратное преобразование энергии на пути от генератора к нагрузке, что также снижает энергетические показатели АВСГ.

Наиболее близкой к предложенной машине  вл етс  асинхронизированна  синхронна  электрическа  машина, содержаш .а  электрическую машину с многофазной  корной обмоткой, подключенной к нагрузке , вентильный преобразователь частоты, на вход управлени  частотой которого подключены задатчик стабильной частоты и датчик частоты врашени  и регул тор напр жени  3.

Недостатками такого устройства  вл ютс  низка  надежность, св занна  с необходимостью наличи  источника - контактного узла, а также большой вес и габариты из-за на-личи  отдельного подвозбудител .

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и снижение массогабаритных показателей.

Это достигаетс  тем, что в предложенную машину дополнительно введены управл юща  многофазна   корна  обмотка, функциональный преобразователь частоты, датчики напр жени  и тока нагрузки и генератора , а электрическа  машина выполнена с короткозамкнутым ротором, причем вход вентильного преобразовател  частоты подключен к основной  корной обмотке, а выход - к дополнительной управл ющей  корной обмотке, задатчик стабильной частоты подключен на вход управлени  по частоте вентильного преобразовател  частоты непосредственно, а на вход управлени  вентильного преобразовател  частоты с переменной скоростью вращени  -- через функциональный преобразователь частоты, к другому входу которого подключен датчик частоты вращени , датчики тока и напр жени  подключены к входу и выходу вентильного преобразовател  частоты.

На фиг. 1 показана блок-схема автономного источника по схеме с вентильным преобразователем частоты непосредственного типа (ВПЧ) без звена посто нного тока; на фиг. 2 - блок-схема автономного нсточника с преобразователем частоты со звеном посто нного тока, состо щего из двух автономных инверторов напр лсени , соединенных по цепи посто нного тока и подключенных совместно на общий входной фильтр или аккумул торную батарею, а по переменному току - соответственно к рабочей и управл ющей обмоткам, причем к рабочей обмотке присоединен выход инвертора стабильной частоты, а к управл ющей обмотке - выход инвертора измен емой частоты, пропорциональной скорости вращени  генератора.

Блок-схема содержит электрическую машину со статором 1, управл ющей обмоткой 2 и рабочей обмоткой 3, соединенной с нагрузкой. Электрическа  машина вьшол5 нена с короткозамкнутым ротором 4. На одном валу с ротором 4 расположены импульсные датчики скорости 5. Ротор получает вращение от двигател  6, например от авиационной турбины. Вентильный преобразователь 7 имеет систему управлени  8 и функциональный преобразователь 9, выход которого подключен к входу системы управлени  8. Задатчик 10 выходной частоты соединен с входом управлени  выходной

115 частотой вентильного преобразовател  7 частоты. Функциональный преобразователь 11 напр жени  и тока в угол управлени  соединен с выходами рабочей обмотки 3 и системой управлени  8. Автономна  нагрузка 12 подключена к выходу рабочей обмотки 3. В случае выполнени  устройства с звеном посто нного тока вентильный преобразователь 7 состоит из двух инверторов 13 и 14 (фиг. 2), соединенных но цепи посто нного тока. В этом случае схема управлени  в такте имеет два канала управлени  15 и 16.

В генераторном режиме устройство работает следующим образом.

30 Силовой двигатель 6 вращает с переменной скоростью асинхронную машину с короткозамкнутым ротором и двум  совмещенными обмотками на статоре 1, причем ротор сочленен непосредственно безредук35 торио с валом высокоскоростной газовой турбины. Асинхронна  машина (АГ), работающа  в режиме генератора, возбуладаетс  по рабочей обмотке 3 на посто нной выходной частоте от BeHTHvTbHOro преобразовател  частоты (ВПЧ), подключенного к ней фазными выходами, фазные входы ВПЧ 7 присоединены к управл ющей обмотке 2 машины. Чтобы отдаваема  генератором мощность в нагрузку оставалась

45 неизменной при изменении скорости турбины , частоту управл ющей обмотки регулируют в функции скорости. Эту функциональную зависимость реализует функциональный преобразователь (ФП) 9. При посто нной скорости вращени  генератора отдаваемую мощность регулируют, например стабилизируют, при изменении нагрузки посредством канала управлени  углом проводимости вентилей ВПЧ в функции нанр 55 жени  рабочей обмотки 3, причем датчики тока, напр жени  нагрузки 12 присоединены на вход управлени  углом проводимости ВПЧ через ФП И. Благодар  изменению частоты возбуждени  и амплитуды уп1бО равл ющей статорной обмотки в функции скорости и нагрузки в цепь ротора 4 АГ вводитс  добавочна  противо-ЭДС с частотой , равной частоте ЭДС от действи  основной рабочей обмотки 3, но с противопо65 ложным фазовым сдвиго.м.

Изменением противо-ЭДС ротора iio цеtiH управл ющей обмотки 2 достигаетс  регулирование отдаваемой АГ мощности из ротора 4 и перераспределение отдаваемой мощности по управл ющей и рабочей обмоткам генератора.

Поскольку основна  мощность АГ снимаетс  с рабочей обмотки, работающей на посто нной выходной частоте, роль фильтра переменного тока выполн ет сама асинхронна  машина, обладающа  хорощими фильтрующими свойствами по отнощению к высшим гармоникам. В результате улучщаютс  массогабаритные показатели за счет устранени  громоздкого силового фильтра. Улучшаютс  динамические свойства и энергетические показатели, поскольку устранен инерционный фльтр, а основна  мощность генератора преобразуетс  однократно и поступает непосредственно в нагрузку.

При повышенных требовани х к форме выходного напр л ени  рабочую обмотку 3 выполн ют по автотрансформаторной схеме , к отводам которой подключают выходы ВПЧ.

Совмещение указанных обмоток в одном магнитопроводе  вл етс  не единственным способом исполнени  АГ. Возможен также вариант с двум  независимыми статорами, на которых укладываютс  обычные трехфазные обмотки, и общим ротором .

АВСГ, показанный на фиг. 2, целесообразно использовать в качестве регулируемого электропривода мотор-колеса в мощных карьерных автомобил х. В этом случае на выход рабочей обмотки подключаетс  асинхронный т говый привод с короткозамкнутым ротором, датчик скорости 17 которого подключен на вход задатчика выходной частоты ВПЧ 7.

В известных системах мотор-колеса примен ютс  синхронные генераторы, обладающие больши м весом, габаритами, меньшей надежностью, чем асинхронные генераторы с короткозамкнутым ротором.

Данное устройство может примен тьс  на предпри ти х промышленности со взрывоопасными средствами. Здесь АВСГ работает как двигатель.

АВСГ позвол ет осуществить также

стартерный режим запуска турбины от аккумул; торной батареи или сети переменного тока, а синхронна  машина работает в данном случае как двигатель, потребл  

мощность из батареи и сети. Таким образом , в предложенном автономном асинхронном вентильном стартере-генераторе улучшены энергетические, массогабаритные и динамические показатели,

Claims (3)

1. Патент США № 3675117, кл. 322-31, 1976.

2. Суд шев В. Д. и др. Принципы замкнутых систем регулировани  асинхронных вентильных генераторов. - Извести  ВУЗов, «Электромеханика, № 10, с. 1104- 1109, 1977.

3. Торопцев Е. Ж- Авиационные асинхронные генераторы. - М., «Транспорт, № 10, с. 179, 1970.

Риг.)

L- L/: i/j/z-va i.