Машинно-вентильный источник трехфазного напряжения стабильной частоты

 

МАШИННО-ВЕНТИЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК) ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ СТАБИЛЬНОЙ : ЧАСТОТЫ, содержащий Генератор, обмотки которого выполнены с числом пар полюсов Pj и асинхронный возбудитель, обмотк j которого выполнены с числом пар полюсов Р, расположенные на одном валу, задатчик частоты, подключенный на вход асинхронного возбудителя, силовой коммутатор, подключенный на выход синхронного генератора, отличающийс я тем, что, с целью упрощения конструкади, ул5 шения массогабаритных показателей, на роторе синхронного генератора уложена трех1 фазная дополнительная обмотка с числом пар i полюсов Р, подключенная к роторной обмотке асинхронного возбудителя, точки соединения которых подключены через вьшрямитель к обмотке возбуждения генератора, а выходная обмотка синхронного генератора выполнена из трех однофазных обмоток, сдвинутых в прос (Л транстве на угол 2li/3 X Р зл. град., причем число пар полюсов связано соотнощениями: ЗР, PI j: 05 00 35 N5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А (19) (11) 3(511 H 02 К 2900 (т

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3380017/24 — 07 (22) 08.01.82 (46) 07.10.83. Бюл. Р 37 (72) Ш. С. Ройз, А. Б. Цукублин, В. М. Кузьмин, Б. В. Лукутин и А. И. Озга (71) Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (53) 621.313.36(088.8) (56) I. Электроснабжение летательных аппара. тов. Под ред. Н. Т. Кройана,.М., "Машиностроение", 1975, с. 207.

2. Ситник Н. Х. Силовая полупроводниковая техника. М., "Энергия", 1968.

3. Авторское свидетельство СССР Р 729776, кл. Н 02 М 5/48, 1980. (54) (57) МАШИННΠ— ВЕНТИЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК/

ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ СТАБИЛЬНОЙ

ЧАСТОТЫ, содержащий генератор, обмотки которого выполнены с чйслом пар полюсов Р и асинхронный возбудитель, обмоткл которого выполнены с числом пар полюсов Р, расположенные на одном валу, задатчик частоты, подключенный на вход асинхронного возбудителя, силовой коммутатор, подключенный на выход синхронного генератора, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью упрощения конструкции, улучшения массогабаритных показателей, на роторе синхронного генератора уложена трех; фазная дополнительная обмотка с числом пар полюсов Р>, подключенная к роторной обмотке асинхронного возбудителя, точки соединения которых подключены через выпрямитель к обмотке возбуждения генератора, а выходная обмотка синхронного генератора выполнена из са с0 трех однофазных обмоток, сдвинутых в просгрелсгле ие угол 2 и/3 х ре эл. греи., причем (/) число пар полюсов связано соотношениями:

Р„» Р,+Р ; Р ЗР., 1046862

Недостатками указанных устройств являют-, ся низкое качество формы кривой выходного 20 напряжения и сложная система управления полупроводниковыми ключами, что снижает надежность. Такими же недостатками обладают системы синхронный генератор — преобразователь частоты с непосредственной связью. 25

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является машинно-вентильный источник трехфазного напряжения стабильной частоты, выполненный в виде двух асинхронных преобразователей частоты, роторы которых 30 жестко связаны между собой, трехфазная якорная обмотка одного из преобразователей подсоединена к нулевым точкам трех, уложенных в одни и те же пазы трехфазных якорных обмоток другого, выходы этих обмоток соедине35 ны с входами по1тупроводниковых коммутаторов. Обмотки возбуждения асинхронных преобразователей подключены к источнику напряжения фиксированной частоты (3).

Недостатком известного устройства является

40 громоздкость электро машинного генератора вследствие наличия двух выходных обмоток, подключенных к сиповому коммутатору, а также наличие контактных колец и щеток, снижающих его надежность.

45 Цель изобретения — упрощение конструкции, улучшение массогабаритных показателей и повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что в машинно-вентильном источнике трехфазного напряжения стабильной частоты, содержащем генератор, обмотки которого выполнены с числом пар полюсов Р1 и асинхронный возбудитель, обмотки которого выполнены с числом пар полюсов Р>, расположенные на одном валу, задатчик частоты, подключенный на вход асинхронного возбудителя, силовой коммутатор, подключеHHb(A на выход синхронного генератора, на pmope синхронного гене50

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных источниках питания, требующих стабильной или регулируемой частоты выходного напряжения при переменной частоте вращения привода S . (авиация, речные и морские суда, железнодорожный транспорт и т, и.).

Известны автономные источники для получения стабильной или регулируемой частоты при переменной частоте вращения привода (1). 10

К недостаткам данных устройств относятся повышенные массогабаритные показатели, низкие КПД и надежность из-эа наличия сложного механического узла, соединяющего генератор с приводом. 15

Известны также системы синхронный генератор-выпрямитель — инвертор (2) . ратора укладывается трехфазная дополнительная обмотка с числом пар полюсов РА, подключенная к роторной обмотке асинхронного возбудителя, точки соединения которых подключены через выпрямитель к обмотке возбуждения генератора, а выходная обмотка синхронного генератора выполняется из трех однофазных обмоток, сдвинутых в пространстве на угол 2и/Зх Р> эл.град, причем число пар полюсов связано соотношениями; P = Р + Р>, Р„3 Р,.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — кривые ЭДС.

Синхронный генератор 1 и асинхронный возбудитель 2 расположены на одном валу и выполнены в одном корпусе. Обмотки 3 и 4 синхронного генератора выполнены с числом нар полюсов Р, обмотки 5 и 6 асинхронного возбудителя — с числом пар полюсов Р . Обмотка возбуждения синхронного генератора подключена к роторной обмотке 5 через выпрямитель 7, Обмотка 6 подключена к эадатчику 8 частоты, а обмотка 4 — к силовому коммутатору 9. На роторе синхронного генератора уложена трехфазная обмотка 10, выполненная с числом пар полюсов Р> и подключенная к роторной обмотке 5. Выходная обмотка

4 синхронного генератора выполнена в виде трех однофазных обмоток с полным шагом, сдвинутых в пространстве на угол P .

2н

Устройство работает следующим образом.

При вращении ротора и питании обмотки 6 от эадатчика частоты в обмотке 5 индуцируется ЭДС с частотой ()5 в 2 о (1) где у — угловая частота вращения ротора; (3 - угловая частота, определяемая задатчиком частоты.

Роторная обмотка 3 через выпрямитель 7 является нагрузкой обмотки 5, ЭДС обмотки

4 изменяется с угловой частотой 4- ) (2)

Обмотка 10 также является нагрузкой обмотки 5. ЭДС обмотки 4 от поля обмотки 10 изменяется с частотой

u" < P +4) и (P+Р)+ o (3)

4 — 3 5 — 2

В результате сложения двух ЭДС в обмотке

4 возникает результирующая ЭДС, амплитуда которой изменяется с частотой биений (д = (а" — u, = бд (P„— Р2 — Р ) +43(4)

4 4 } " 3 о

Так как .частота биений не должна зависеть от частоты вращения первичного вала )4 = о ) (5)

Р, — Рг+Р, (6)

Таким образом, число лар полюсов обмоток синхронного генератора, асинхронного

1046862 4

Как видно из фиг. 2, ЭДС е „, е а, и е4 в каждой однофазной обмотке синфазны, а ЭДС е >, еда, e4ьс сдвинуты на угол 2а /3.

В5

ВНИИПИ Заказ 7747/53 Тираж 687 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4

3, возбудителя и дополнительной обмотки должн выбираться из условия (6).

На фиг. 2 приведены кривые ЭДС обмотки

4 при возбуждении обмоток 3 и 10. При построении кривых ЭДС принято: Р 3; Р = 5

2; Р> 1.

ЗДС обмотки от поля обмотки 3 обозначено

I le еа, от поля обмотки 10 е4, результирующая

ЭДС . е4 .

Огибающие результирующие ЭДС е4,1, е4> и е4с s каждой однофазной обмотке сдвинуты на угол и /3. При подключении к обмотке 4 силового коммутатора на нагрузке можно получить трн напряжения, сдвинутых на угол 27а /3