Изобретение относитс к электричес ким машинам, а более конкретно - к ав тономным бесконтактным электромашинным источникам питани и может примен тьс там, где источником электроэнергии вл етс генератор переменного тока, к которому предъ вл ютс высокие требовани по массо-габаритным показател м. Область применени таких источников питани становитс гораздо шире, если в качестве привода использовать высокоскоростной первичный дви гатель, например газовую турбину. Энергоблоки (первичный двигатель электромашинный генератор) с повышен ными скорост ми вращени имеют мень-. ший вес и габариты, их применение дл питани промышленных объектов частоты 50 Гц и ниже возможно только в сочетании с преобразовател ми частоты, преобразующими напр жение гёнер .тора высокой частоты в напр жемие требуемой частоты, например 150 Гц. Известен вентильный генератор, содержащий асинхронную машину с третс фазной статорной обмоткой и коротг козамкнуть м ротором и источник реактивной мощности с системой управлени , котора включает дополнительнь источник питани , блок управлени и схему сравнени р J, Однако такой генератор нар ду с преимуществами, которыми обладает асинхронна машина с короткозамкнутым ротором (простота конструкции, высока надежность, хорошие массо-габаритные показатели) имеет сложную электрическую схему силовой цепи и цепей управлени . Эта схема состоит из большого числа промежуточных устройств , снижакищлс надежность геиератора и увеличивающих массу и габариты устройства. Наличие ротора с короткозамкнутой обмоткой не позвол ет выполнить генератор на высокие скорости вращени и на этой основе создать 3 ис/1-ичкик С ВЫСОКИМИ технико-экономическими показател ми. Наиболее близким по технической сущности к достигаемым результатам к данному изобретению вл етс автоиом вентильный генератор, состо щий з электромашинкого ганератора перегчаниого тока с трехфазной обмоткой статора, имеющей отводы с различными уровн ми напр жени , полупроводниконого преобразовател с ключами на -эстрсчко -иараллально включенньж ти Pi-iCTODaxj которые соединень через вы .1Г;. мт.гге.г1ьные мосты с отводами обмотки статора Выпр мительные мосты выudjune-ui-i на неуправл е чъ х вентил х и зюдключечь зажимами переменного тока к отводам обмотки электромашинного генератора с различными уровн ми на:л11 женк . Тиристор ы преобразовател ун.раал ютс от Генератора со стабили 1 рсваииой частотой и (:)беспечивают поочередкое подключение к фазам нагрузки выпр мительных мостов таким о разом, что формируют квазисинусоидаль :юе м{ огоступенчатое напр жение. Такой источник питани может быть выпол . йен и нгестнфазньм, а выпр мительные группы 110 тестифазной двухполупериодлой схеме 2 |, 1;е,и статками известного источника питани вл ютс наличие промежуточно го звена посто нкого тока, увеличива-;1дего массу и габариты источника; налччие узла принудительной коммутации риристорных ключей, снижающего надежность устройствами плоха форма выход юго нгпражени (ступенчата синусоида ) . Цель изобретени - создание электрома:иинного источника питани низкой частоты с улучшенной формой кривой вы ход ого напр жени минимальных габарг; гов и массы; повьпденной надежности ti ЭКО И О Ч И О С Т И . Указан};а цель достигаетс тем, что выходное напр жение вентильного генератора формируетс непосредственно из частичных напр жений электромашикного генератора высокой частоты. М,:т этой цели кажда выходна фазна лемма вентильного генератора последо вательно подключаетс с помощью тиуисторныи ключей к отводам фаз многофазной обмотки электромашинного генератора с различньми уровн ми напр жени . максе техническое решение значительно упрощает схему электромашинного источника питани и ведет к уменьшению массы и габаритов вентильного генератора, улучпгению формы кривой выходного напр жени , благодар отсутствию выпр мительных мостов и схем принудительной коммутации тиристорньга: ключей. Кроме того, применение з качестве электромашинного генератора -асинхронной машины с массивным ферромагнитным ротором без обмотки дает возможность выполнить его высокоскоростным , что значительно уменьшает массу и габариты генератора, расшир ет область его применени . На фиг. i показана принципиальна схема предлагаемого асинхронного вентильного генератора с шестифазной секционированной обмоткой; на фиг.2 полуволна напр жени , сформированна из частичных напр жений различного уровн шестифазной обмотки статор°а. Вентильный генератор (фиг. 1) содержит асинхронную машину с массивным ферромагнитным ротором 1 и шестифазной обмоткой статора 2, с отводами 3-32 на различных уровн х напр жени которые соединены с нагрузкой 33 с помощью ключей 34-63 полупроводникового преобразовател 6. Возбуждение и регулирование напр жени генератора осуществл етс с помощью источника 65 реактивной мощности. Асинхронный генератор работает следующим образом. Источник 65 реактивной мощности, подключенный к выходу обмотки статора 2 асинхрочной машины, снабжает ее реактивньм током. При вращении массивного ферромагнитного ротора 1 со скоростью около 12000 об/мин в обмотке индуктируетс шестифазное напр жение 200 Гц. В каждый момент времени, когда положительное напр жение приложено к соответствующему вентилю, он открываетс и подключает отвод соответствующим уровнем напр жени к нагрузке. Например , в момент времеда: (фиг. 2) в первой фазе положительное напр жение открывает вентильные ключи 34-38 (фиг.2 и ), которые в данный момент времени подключают к нагрузке (к выходным фазам А, В и С клеммам вентильного генератора ) соответствующие напр жени различных уровней. Аналогичный процесс происходит с ключами остальных фаз генератора. Формирование полуволны напр жени одной фазы (например, фазы с) происходит следующим образом. Положительное напр жение отвода 3 первой фазы открывает вентильный ключ 38 (фиг. l) который подключает к фазе С (к нагрузке ) полуволну напр жени повьппенной часто.ты V (фиг. 2) отвода 3. Ключ 35, подключенный к отводу 6 и фазе С, формирующий спадающую часть полуволны напр жени низкой частоты, закрыт до момента t;. В момент времени t (фиг. 2) ключ 38 закрываетс более высоким напр жением фазы Е отвода 9 (фиг. О, ключ которого в этот момент времени подключает к фазе С следующую полуволну напр жени повышенной частоты . 2) до момент времени В этот момент открываетс ключ отвода 15 фазы Ж, подключающий к фазе С полуволну напр жени М Нарастающа , ч полуволны
Интервал
10
/ Такой процесс происхсдит с слючами других отводов и фаз, подключающих к фазе С частичные напр жени различньп: уровней V, 1 и V, до момента времени , когда от фазы С отключаетс отвод 32, или фаза К. До этого времени ключи, подключенные к отводам 6, О 5 14 и 18 и формирующие спадаюрую часть полуволны нового напр же и из частичных напр жений , закрыты. С момента t,j происходит про-цесс последовательного подключени к ,фазе С напр жений отводов 6, 10, 14 ti 18 при закрытых ключах, участБукщих в формировании нарастающей части полуволны нового напр жени . На этом завершаетс процесс формировани положительной полуволны нового напр жепи . Диаграмма подключени отводов к фазе С вентильными ключами преобразовател приведена ниже Спадающа часть полуволны
Секци В данном примере из двух п риодов напр жени повышенной частоты 290 Гц (из полуволны напр жений отводов различных фаз) сформулирована полуволна нового напр жени частотой 50 Гц. Ана логично формируютс положительные и отрицательные полуволны напр жений фаз А и В с учетом сдвига их на 120 эл.гр. Формирование выходного напр жени генератора непосредственно из частичных напр жений повьшенной частоты раз личного уровн от всех фаз электромашинного генератора исключает звено по сто нного тока, что снижает массу и габариты источника питани , а также значительно улучшает форму выходного напр жени . Коммутаци ключей полупро водникового преобразовател осуществл етс естественным образом в момент равенства напр жений на коммутируемых отводах. Это упрощает схему управлени преобразователем и ведет к повышению надежности и экономичности уста новки. Использование в качестве генератора асинхронного двигател с мас10 14 1