Claims (2)
Изобретрние относитс к производству элект роэнергии и может быть использовано в ветровых и гидравлических электростанци х, в валогенераторных установках транспортных средств и в других электрогенерирующих установках, использующих энергию с нестабильными параметрами . Известны устройства дл получени электро энергии стабилизированной частоты при перемен ной частоте вращени вала первичного двигател , выполненные на основе использовани асинхронных генераторов 1). В таких устройствах стабилизаци частоп вырабатываемой электроэнергии обеспечиваетс за счет изменени частоты пол возбуждени генератора в соответствии с изменением частоты вращени вала. Однако использование таких устройств св зано с большим расходом электроэнергии на возбуждение генератора и с неустойчивостью параллельной работы. Кроме того, устройства имеют сложную схему, требуют включени в их состав преобразовател частоты со специальной системой управлени . источника реактивной мощности и р да других Элементов. Наиболее близким техническим решением к данной системе вл етс автономна система электроснабжени , содержаща синхронный генератор, подключенный к его выходу непо ждственный преобразователь частоты на полностью управл емых ключах и блок управлени , выполненный в виде эталонного генератора, сумматора частот синхронного и эталонного генератора, умножител частоты н распределител управл ющих импульсов {2. Недостатком этого устройства вл етс наличие в его составе такого сложного звена, как непосредственный преобразователь частоты с . большим количеством управл емых полупроводниковых вентилей. Это звено делает систему сложной, снимает ее надежность, ограничивает рабочий диапазон изменени частоты вращени приводного вала. Цель изобретени - упрощение, повышение надежности н расширение рабочего диапазона изменени частоты вращени вала первичного двигател . 3.98 Указанна цепь достигаетс тем, что obMolR статора ( кор ) синхронного генератора выпол нена с числом фаз, кратным трем, и с углом сдвига фаз, кратным трем электрическим градусам, при этом кажда фаза обмотки расщеплена на три параллельные гальванически изолированные друг от друга ветви, система снабжена управл емыми t полупроводниковыми коммутаторами нулевых точек трехфазных звезд по числу фаз обмотки статора, начала ветвей всех фаз обмотки статора синхронного генератора присоединены к каждому из трех выводных зажимов таким образом, что номера ветвей, последовательно расположенных на статоре фаз, периодически мен ютс от первого до третьего, при зтом перва ветвь на первом зажиме соответствует фазе номер один, на втором зажиме - фазе номер + 1, на третьем - фазе номер + 1, концы ветвей с одинаковыми номерами, принадлежащих каждым трем фазам, сдвинутым относительно друг друга на угол, равный 120 зл. град., подключены к отдельному коммутатору, а каждый выход распределител присоединен к управл ющему входу на отключение одного KOMMyTaTo pa и включение последующего коммутатора. На фиг. 1 изображена принципиальна схе: ма устройства; на фиг. 2 - диаграмма формировани напр жени стабилизированной частоты на выводном зажиме синхронного генератора: а-при трехфазном генераторе; б-при шестифазном генераторе. Схема включает ротор синхронного генератора (СГ) I, статор СГ-2, блок управлени 3 генератор эталонной частоты .4, сумматор часто 5,умножитель частоты 6, распределитель импульсов 7, полупроводниковые коммутаторы 8-10 выводные зажимы СГ 11-13, каналы управл ющих импульсов 14-16. Устройство работает следующим образом. Пусть ротор 1 возбужденного синхронного генератора с числом фаз о&уютки статора т, равным , например, трем, вращаетс с частотой п оборотов в минуту. Тогда во всех ветв х его обмотки статора 2 индуктируетс ЭДС с частотойр-п ,.. гс. где Р - число пар полюсов СГ. Примен емый в устройстве блок управлени 3 обеспечивает выработку генератором 4 сигнала эталонной частоты 1рзц, суммирование этой частоты с частотой f(сумматором 5), умножение частоты сигнала в. m раз с помо1ФЮ умножител 6 и затем подачу сигналов частотой VP m - ( гг )(2) с помощью распределител импульсов 7 на управление полупроводниковьпии коммутаторами 8-10. Предположим, что в данный момент времени коммутатор Ю включен, при зтом скоммутирована нулева точка генернрующей системы соответствующей ветв м ЬЗ, и иа выводном зажиме 11 действует напр жение фазы С. При подаче управл ющего сигнала с выхода распределител 7 по каналу 16 иа управл ющий вход коммутаторов 10 и 8 отключаетс комму татор 10 и одновременно включаетс коммутатор 8. При этом раскоммутируетс генерирующа система (звезда) с ветв ми ЬЗ и коммутируетс звезда с ветв ми Ы. На выводном зажиме i 1 напр жение фазы С смен етс напр жением фазы А. При подаче управл ющего сигнала от распределител 7 по каналу 14 коммутируетс нулева точка звезды с ветв ми Ь2 н раскоммутируетс нулева точка звезды с ветв ми Ы. Напр жение фазы А на зажиме И смен етс напр жением фазы В и так далее в последовательности, показанной на фиг. 2а. Результирующее напр жение на каждом выводном зажиме генератора формируетс из кусков синусоид фазных напр жений отдельных генерирующих звезд, а частота результнрующего напр жени определ етс равенством W - с (3) Или в соответствии с равенством (2) частота напр жени на вьшодных зажимах автономной системы равна гп- (гэч fro) - fpc V34 Следовательно, частота выходного напр жени предлагаемой автономной системы электроснабжени не зависит от частоты вращени вала СГ и определ етс только частотой сигнала генератора эталонной частоть. С увеличением количества фаз обмотки статора СГ значительно улучщаетс форма кривой .выходного напр жени и улучщаютс услови его фильтрадаи в синусоидальную форму (фиг. 26). Формула изобретени Автономна система электросиабжени стабильной частоты, содержаща синхронный генератор с переменной частотой вращени вала и блок управлени , состо щий из последовательно соединенных генератора эталонной частоты, сумматора частот синхронного и эталонного генераторов , умножител и распределител импульсов , отличающа с тем, что, fc целью упрощени , повыщени надежности и расщирени рабочего диапазона изменени частоты вращени вала первичного двигател , обмотка статора ( кор ) синхронного генератора выполкена с числом фаз, кратным трем, и с угло сдвига фаз а , кратным трем электрическим градусам, при этом кажда фаза оСмотки расщеплена иа три параллельные гальванически изолированные друг от аруп ветви, система снабжена управл емыми полупроводниковыми коммутаторами нулевых точек трехфазных звез по числу фаз обмотки статора, начала ветвей всех фаз обмотки статора с нхрониого генератора присоединены к каждому из трех выводных зажимов таким образом, что номера ветвей , последовательно расположенных на статоре фаз, периодически мен ютс от первого до третьего, при этом перва ветвь на первом зажиме соответствует фазе номер один, на втором зажиме - фазе номер -Д + 1, на третьем - фазе номер + fr концы ветвей с одинаковыми номерами, принадлежащих каждым трем фазам, сдвинутым относительно друг друга на угол, равный 120 эл. град, подключены к отдельному коммутатору, k каждый выход распределител прнсоедннен к управл ющему входу иа отключение одного коммутатора и включение последующего кЪммутатора. Источникн информаци , прин тые во внимание при экспертизе 1,Торопцев Н. Д. Авиационные асинхронные генераторы. М., Транспорт, 1970. The invention relates to the production of electric power and can be used in wind and hydraulic power stations, in shaft generator sets of vehicles and in other electric generating installations using energy with unstable parameters. Devices are known for producing electric energy of a stabilized frequency at a variable frequency of rotation of the primary motor shaft, made on the basis of the use of asynchronous generators 1). In such devices, the stabilization of the frequency of the generated electricity is provided by varying the frequency of the field of the generator in accordance with the change in the frequency of rotation of the shaft. However, the use of such devices is associated with high power consumption for exciting the generator and the instability of parallel operation. In addition, the devices have a complex circuit; they require the inclusion of a frequency converter with a special control system. source of reactive power and a number of other Elements. The closest technical solution to this system is an autonomous power supply system, which contains a synchronous generator, connected to its output, an unexpected frequency converter on fully controlled keys and a control unit made in the form of a reference generator, a synchronizer and reference frequency adder, a frequency multiplier n control pulse distributor {2. A disadvantage of this device is the presence of such a complex link as a direct frequency converter with. a large number of controlled semiconductor valves. This link makes the system complex, removes its reliability, limits the working range of variation of the frequency of rotation of the drive shaft. The purpose of the invention is to simplify, increase reliability, and expand the working range for varying the frequency of rotation of the primary motor shaft. 3.98 This circuit is achieved by the obMolR of the stator (core) of a synchronous generator made with a number of phases, a multiple of three, and a phase angle of a multiple of three electrical degrees, each phase of the winding split into three parallel branches galvanically isolated from each other, the system is equipped with controlled t semiconductor switches of zero points of three-phase stars according to the number of phases of the stator winding, the beginnings of the branches of all phases of the stator winding of the synchronous generator are connected to each of the three output terminals in such a way The number of branches sequentially located on the stator phases changes periodically from the first to the third, with this first branch on the first clamp corresponds to phase number one, on the second clip - phase number + 1, on the third - phase number + 1, the ends of the branches with the same numbers belonging to each of the three phases shifted relative to each other by an angle of 120 zl. degrees, are connected to a separate switch, and each output of the distributor is connected to a control input to disable one KOMMyTaTo pa and turn on the next switch. FIG. 1 shows a schematic diagram: device ma; in fig. 2 is a diagram of voltage formation at a stabilized frequency at the output terminal of a synchronous generator: a - with a three-phase generator; b-with a six-phase generator. The circuit includes a synchronous generator (SG) I rotor, a SG-2 stator, a control unit 3, a reference frequency generator .4, an adder often 5, a frequency multiplier 6, a pulse distributor 7, semiconductor switches 8-10, output terminals SG 11-13, control channels 14-16 pulses. The device works as follows. Let the rotor 1 of an excited synchronous generator with the number of phases ω coax and t of a stator, equal to, for example, three, rotate at a frequency of n revolutions per minute. Then, in all branches of its winding of the stator 2, an emf with a frequency of rp, ... rc is induced. where P is the number of pairs of SG poles. The control unit 3 used in the device ensures that the generator 4 generates a signal of the reference frequency 1Rc, summing this frequency with the frequency f (adder 5), multiplies the frequency of the signal c. m times using multiplier 6 and then sending signals with frequency VP m - (yy) (2) using pulse distributor 7 to control semiconductors by switches 8-10. Suppose that at this moment the switch Yu is turned on, while the zero point of the generating system of the corresponding branches m L3 is connected, and the output terminal 11 has a phase C voltage. When the control signal from the output of the distributor 7 is fed through channel 16, the control input switches 10 and 8, switch 10 is turned off and switch 8 is turned on at the same time. The generating system (star) is disconnected with branches L3 and the star is switched with branches LY. At the output terminal i 1, the voltage of phase C is replaced by the voltage of phase A. When the control signal is applied from the distributor 7 via channel 14, the zero point of the star with the branches of b2 commutes with the branches of b. The voltage of phase A at terminal I is replaced by the voltage of phase B, and so on, in the sequence shown in FIG. 2a The resulting voltage at each generator output terminal is formed from pieces of sinusoids of phase voltages of individual generating stars, and the resulting voltage frequency is determined by the equality W - c (3) Or, in accordance with (2), the voltage on the output terminals of the autonomous system is gp- (gatch fro) - fpc V34 Consequently, the frequency of the output voltage of the proposed autonomous power supply system does not depend on the frequency of rotation of the SG shaft and is determined only by the frequency of the signal of the reference frequency generator. With an increase in the number of phases of the SG stator winding, the shape of the output voltage curve and the condition of its filtering into a sinusoidal shape (Fig. 26) improve significantly. Claims An autonomous system for electrical stability of a stable frequency, comprising a synchronous generator with a variable frequency of shaft rotation and a control unit consisting of a series-connected reference frequency generator, a summator of the synchronous frequency and reference generator, a multiplier and a pulse distributor, so as to simplify , increase reliability and expansion of the working range of changing the frequency of rotation of the primary motor shaft, the stator winding (core) of the synchronous generator is forced out with a number of phases, a multiple of three, and an angle of phase shift a, a multiple of three electrical degrees, each phase of the winding is split and three parallel branches galvanically isolated from each other, the system is equipped with controlled semiconductor switches of zero points of three-phase stars by the number of phases of the stator winding , the beginnings of the branches of all phases of the stator winding from the generator alternator are connected to each of the three output terminals in such a way that the numbers of the branches sequentially located on the stator phases change periodically from up to the third, with the first branch at the first clamp corresponding to phase number one, at the second clamp - phase number D + 1, at the third phase number + fr the ends of the branches with the same numbers belonging to each three phases shifted relative to each other by angle equal to 120 el. hail, are connected to a separate switch, k each distributor output is connected to the control input, and one switch is disconnected and the next switch is turned on. Source information taken into account in examination 1, N. D. Toroptsev. Aviation asynchronous generators. M., Transport, 1970.
2.Авторское свидетельство СССР К 6030fr7, кл. Н 02 Р 9/42, 1976.2. USSR author's certificate K 6030fr7, cl. H 02 R 9/42, 1976.