Машинно-вентильный источник трехфазного напряжения стабильной частоты
МАШИННО-ВЕНТ.ИЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ СТАБИЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ, содержащий асинхронный преобразователь частоты, обмотки которого выполнены с числом пар полюсов Р и асинхронный возбудитель, обмотки которого выполнены с числом пар полюсов 21 расположенных на одном валу, роторные обмотки которых соединены между собой, задатчик частоты , подключенный на вход асинхронного возбудителя, силовой кс 1мутатор подключенный на выход асинхронного преобразователя частоты, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и улучшения массогабаритных показателей, на роторе асинхронного преобразователя частоты уложена трехфазная дополнительная обмотка с числом пар полюсов подключенная к роторной обмотке асинхронного возбудителя, а выходная § обмотка асинхронного преобразователя частоты выполнена из трех однофазО ) ных обмоток, сдвинутых в пространстве на уголу РзЭл. град., причем число пар полюсов связаны соотношениями : Р, ЗРз Р, 2Р,+ Р, сл о о:
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
Ц5 ) Н 02 К 29/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К: ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ll0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3383511/24-07 (22) 20.01.82 (46) 30.10.83. Бюл. 9 40 (72) Ш.С.Ройз, A.Б.цукублин, В.М.Кузьмин 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) 1. Электроснабжение летательных аппаратов. -Под ред. Н.П.Коробана.
М., "Машиностроение", 1975,. с.207.
2 ° Ситник Н.X. Силовая полупроводниковая техника. М., "Энергия", 1968.
3. Авторское свидетельство СССР
М 729776, кл. Н 02 М 5/48, 1980. (54)(57) МАШИННО-ВЕНТИЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК
ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ СТАБИЛЬНОЙ
ЧАСТОТЫ, содержащий асинхронный преобразователь частоты, обмотки которогр выполнены с числом пар полюсов
Р и асинхронный возбудитель, обмот„„SU„„1051660 ки которого выполнены с числом пар полюсов Р2, расположенных на одном валу, роторные обмотки которых соединены между собой, задатчик частоты, подключенный на вход асинхронного возбудителя, силовой коммутатор, подключенный на выход асинхронного преобразователя частоты, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции и улучшения массогабаритных показателей, на роторе асинхронного преобразователя частоты уложена трехфазная дополнительная обмотка с числом пар полюсов Р>, подключенная к роторной обмотке асинхронного возбудителя, а выходная обмотка асинхронного преобразователя g частоты выполнена из трех однофазных обмоток, сдвинутых в пространст2 ве на угол Ð3зл. град., причем
3 число пар полюсов связаны соотношениями:
1051660
Изобретение относится к электротехнике и может .быть использовано в автономных источниках питания, требующих стабильной или регулируемой частоты выходного напряжения при переменной частоте вращения привбда 5 (авиация, речные и морские суда, железнодорожный транспорт и т.п.).
Известны автЬномные источники для получения стабильной или регулируемой частоты при переменной часто- 10 те вращения привода (1j.
Недостатком известного устройства является повышенные массогабаритные показатели, низкие КПД и надежность иэ-за наличия сложного механического узла, соединяющегс> генера1тор с приводом.
Известны также системы синхронный генератор — выпрямитель — инвертор, которые не имеют механических промежуточных звеньев (2 ).
Недостатком является низкое качество формы кривой выходного напряжения и сложная система управления полупроводниковыми ключами, что сни- 25 жает надежность. Такими же недостатками обладают системы синхронный генератор — преобразователь частоты с непосредственной связью.
Наиболее близким к предлагаемому является машинно-вентильный источник трехфазного напряжения стабиль,ной частоты, выполненный в виде двух асинхронных преобразователей частоты, роторы которых жестко связаны между собой, трехфаэная якорная обмотка одного из преобразователей подсоединена к нулевым точкам трех уложенных в одни и те же пазы трехфаз. ных якорных обмоток другого, выходы этих обмоток соединены с входами 40 полупроводниковых коммутаторов. Обмотки возбуждения асинхронных преобразователей подключены к источнику напряжения фиксированной частоты (33.
Недостатком указанного устройства является громоздкость электромашинного генератора вследствие наличия двух выходных обмоток, подключенных к силовому коммутатору, а 50 также наличие контактных колец и щеток, снижающих его надежность.
Цель изобретения — упрощение конструкции, улучшение массогабаритных показателей и повышение надежности.
Укаэанная цель достигается тем, что в машинно-вентильном источнике трехфазного напряжения стабильной частоты, содержащем асинхронный преобразователь частоты, обмотка которого выполнена с числом пар полюсов 60
Р и асинхронный возбудитель, обмотки которого выполнены с числом пар ,полюсов Р, расположенных на одном валу, роторные обмотки которых соединены между собой, задатчик частоты, подключенный на вход асинхронного.возбудителя, силовой коммутатор, подключенный на выход асинхронного .преобразователя частоты,на роторе асинхронного преобразователя частоты уложена трехфазная дополнительная обмотка с числом пар полюсов Р подключенная к роторной обмотке
F асинхронного возбудителя, а выходная . обмотка асинхронного преобразователя частоты выполнена иэ трех однофазных обмоток, сдвинутых на угол
2м
Р3 эл.град., причем число пар полюсов связаны соотношениямн Р„= 2 Р2 +
+ Рэ, Р = ЗРэ
Йа фиг„ 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2кривые ЭДС.
Асинхронный преобразователь 1 частоты, и асинхронный возбудитель 2 расположены на одном валу и выполнены в одном корпусе. обмотки 3 и 4 асинхронного преобразователя частоты выполнены с числом пар полюсов P„ обмотки 5 и 6 асинхронного возбудителя - с числом пар полюсов Р2. Роторные обмотки асинхронного преобразователя частоты и асинхронного возбудителя соединены между собой. Обмотка 6 подключена к эадатчику 7 частоты, а обмотка 4 - к силовому коммутатору 8, На роторе асинхронного преобразователя частоты уложена трехфазная обмотка 9, выполненная с числом пар полюсов Р> и подключенная к роторной обмотке 5. Выходная обмотка 4 асинхронного преобразователя частоты выполнена в виде трех однофазных обмоток с полным шагом сдвинутых в пространстве на угол
2 >
Устройство работает следующим образом.
При вращении ротора и питании обмотки 6 от задатчика частоты в обмотке 5 индуктируется ЭДС с частотой равной
& Р2 о где ьи - угловая частота вращения ротора; н — угловая частота, определяемая эадатчиком частоты.
Роторные обмотки 3 и 9 являются нагрузкой обмотки 5, ЭДС в обмотке
4 при протекании токов пс обмоткам
3 и 9 равны
Щ4=ш Р„-w< w(,Р1 P2)-mo
, =w.P>+w> =up(P2i P>)t wо (3)
В результате сложения двух ЭДС возникает результирующая ЭДС, амплитуда которой изменяется с частотой биения
4=м -ш = и(Р2-2Р - Рэ)+2мО (4),1051660
Составитель A. Кецарис
Редактор Ю.Середа Техред C.ìèãóíîâà> Корректор А.Ильин
Заказ 8683/54 Тираж 687 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Частота биений не дс>лжна зависеть от частоты вращения первичного вала
Ш4= 2 иО {51 .= 2Pq+Pq (6)
Таким образом, число пар полюсов обмоток асинхронного преобразователя частоты, асинхронного возбудителя и дополнительной обмотки должно выбираться из условия (6 ).
На фиг. 2 приведены кривые ЭДС обмотки 4 при воздуждении обмоток
3 и 9. При построении кривых ЭдС,принято: P„= 3, Р = 1, Р = 1. ЭДС обмотки от поля обмотки 3 обозначено
I е+, от поля обмотки 7 -e<, результирующая ЭДСВ1. Как видно йз фиг. 2 (/ (ЭДС e4д е4в i e4q В Каждой ОЛИО» фазной обмотке синфаэны, а ЭДС е„" и е, е4 сдвинуты на угол 27 /3. Огибающие реэультируниiих ЭДС е, е в, 1О е4С в каждой однофаэной обмотке сдвинуты на угол Ji/3. При подключении к обмотке 4 силового коммутатора можно получить на нагрузке три напряжения сдвинутых на угол 2У/3.
