Машинно-вентильный источник трехфазного напряжения стабильной частоты

 

; МАиИННО-ВЕНТИЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ СТАБИЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ, содержащий ринхронный генератор , обмотка возбуждения которого вьтолнена с числом пар полюсов Р. , и расположенньй с ним на одном валу асинхронный возбудитель, статорная и роторная обмотки которого выполнены с числом пар полюсов Р и подключены соответственно к задатчику частоты и дополнительной обмотке возбуждения синхронного генератора , расположенной на роторе последнего и выполненной с числом пар полюсов PJ , объединенные вьшоды роторной обмотки асинхронного возбудителя и дополнительной обмотки возбуждения синхронного генератора соединены через выпрямитель с обмоткой во.збуждения синхронного генератора , силовой, коммутатор, подключенный к статорной обмотке синхронного генератора, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления с одновременным уменьшением коэффициента нелинейных искажений выходного напряжения, статорная обмотка синхронного генератора содержит две якорные обмотки, имеющие одинаковый (О шаг, первая из которых вьтолнена трехфазной с числом пар полюсов Pj и соединена по схеме Звезда, а вторая состоит из трех комплектов трехфазных секций, соединенных по схеме Звезда и имеющих число пар полюсов Р , причем каждая фаза пер4 вой якорной обмотки подключена 4 к объединенным выводам секций соответствующих комплектов второй якорной обмотки синхронного генератора , при этом числа пар полюсов всех обмоток имеют соотношение P-l Pi+P3

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„ I 144171

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ДетО СНОММ CBMQETEllbCTB Y (21) 3633407/24-07 (22) 05.08.83 (46) 07.03.85. Бюл. У 9 (72) Ш.С.Ройз, А.Б.Цукублин, Б.В.Лукутин, А.И.Озга, А.В.Пяталов и В.M.Êóçüèèí (71) Томский ордена Октябрьской .

Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.М.Кирова (53) 621.314.261(088.8) (56) 1. Ситник Н.Х. Силовая полупроводниковая техника. M. "Энергия", 1968, 2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3380017, кл. Н 02 К 29/00, 1982. (54) (57), МАШИННО-ВЕНТИЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК

ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ СТАБИЛЬНОЙ

ЧАСТОТЫ, содержащий синхронный гене.ратор, обмотка возбуждения которого выполнена с числом пар полюсов P и расположенный с ним на одном валу асинхронный возбудитель, статорная и роторная обмотки которого выполнены с числом пар полюсов Р и подключены соответственно к задатчику частоты и дополнительной обмотке возбуждения синхронного генератора расположенной на роторе послед4(51) Н 02 К 29/00; H 02 M 5/48 него и выполненной с числом пар полюсов Р>, объединенные выводы роторной обмотки асинхронного возбудителя и дополнительной обмотки возбуждения синхронного генератора соединены через выпрямитель с обмоткой возбуждения синхронного генера" тора, силовой, коммутатор, подключенный к статорной обмотке синхронного генератора, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления с одновременным уменьшением коэффициента нелинейных искажений выходного напряжения, статорная обмотка синхронного генератора содержит две якорные обмотки, имеющие одинаковый шаг, первая из которых выполнена трехфазной с числом пар полюсов Р3 и соединена по схеме "Звезда", а вторая состоит из трех комплектов трехфазных секций, соединенных по схеме "Звезда" и имеющих число пар полюсов Р„, причем каждая фаза первой якорной обмотки подключена к объединенным выводам секций соответствующих комплектов второй якорной обмотки синхронного генератора, при этом числа пар полюсов всех обмоток имеют соотношение

P„=P +P .

1 1144

Изобретение относится к электро-, технике и может быть использовано в автономных источниках питания, требующих стабильной частоты выходного напряжения при переменной ско5 рости вращения привода.

Известны машинно-вентильные источники трехфазного напряжения стабильной частоты, выполненные по схеме: синхронный генератор-выпрями1О тель-инвертор, в которых выходной сигнал формируется с помощью сгатических преобразователей 1 1, Недостатки данных устройств низкое качество формы кривой выходного напряжения и сложность системы управления полупроводниковыми ключами.

Наиболее близким к изобретению является машинно-вентильный источник трехфазного напряжения стабильной частоты, содержащий синхронный генератор обмотка возбуждения которого выполнена с числом пар полюсов Р, и расположенный с ним на одном валу асинхронный возбудитель, статорная и роторная обмотки которого выполнены с числом пар полюсов Р и подклю- .

2 чены соответственно к задатчику частоты и дополнительной обмотке возбуждения синхронного генератора, расположенной на роторе последнего и выполненной с числом пар полюсов Р>, объединенные выводы роторной обмотки асинхронного возбудителя и дополнительной обмотки возбуждения синхронного генератора связаны через выпрямитель с обмоткой возбуждения синхронного генератора, и силовой коммутатор, подключенный к статорной обмотке синхронного генератора, вы- 4О полненной из трех однофазных обмоток (2 ).

Недостатками известных устройств являются сложная технология изготовления и относительно высокий коэффи- 45 циент нелинейных искажений выходного напряжения . !!ель изобретения — упрощение технологии изготовления с одновременным уменьшением коэффициента нелинейных искажений выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в машинно-вентильном источнике трехфазного напряжения стабильной частоты, содержащем синхронный генератор, обмотка возбуждения кото рого выполнена с числом пар полюсов

Р, и расположенный с ним на одном

171 3 валу асинхронный возбудитель, статорная и роторная обмотки которого выполнены с числом пар полюсов Р и подключены соответственно к задатчику частоты и дополнительной обмотке возбуждения синхронного генератора, расположенной на роторе последнего и выполненной с числом пар полюсов Р>, объединенные выводы роторной обмотки асинхронного возбудителя и дополнительной обмотки возбуждения синхронного генератора связаны через выпрямитель с обмоткой возбуждения синхронного генератора, силовой коммутатор, подключенный к статорной обмотке синхронного генератора, статорная обмотка синхронного генератора содержит две якорные обмотки, имеющие одинаковый шаг, первая из которых выполнена трехфазной с числом пар полюсов P и соединена по схеме "Звез3 да, а вторая состоит из трех комплектов трехфазных секций, соединенных по схеме "Звезда" и имеющих число пар полюсов Р, причем каждая фаза первой якорной обмотки подключена к объединенным выводам секций. соответствующих комплектов второй якорной обмотки синхронного генератора, при этом число пар полюсов всех обмоток имеют соотношение

Р2 РЗ

На чертеже представлена электрическая схема машинно-вентильного источника трехфазного напряжения стабильной частоты.

Устройство содержит синхронный генератор 1, обмотка 2 возбуждения которого выполнена с числом пар полюсов Р, и расположенный с ним на одном валу 3 асинхронный возбудитель 4, статорная 5 и роторная 6 обмотки которого выполнены с числом пар полюсов P и подключены со2 ответственно к задатчику 7 частоты и дополнительной обмотке 8 возбуждения синхронного генератора 1, расположенной на роторе последнего и выполненной с числом пар полюсов P> .

Объединенные выводы роторной обмотки 6 асинхронного возбудителя 4 и дополнительной обмотки 8 возбуждения синхронного генератора 1 связаны через выпрямитель 9 с обмоткой

2 возбуждения синхронного генератора 1. Силовой коммутатор 10 подключен к статорной обмотке синхронного генератора 1, содержащей две якор"о ="Р

2 где — угловая частота вращения вала 3 (ротора), ш — угловая частота, определяемая задатчиком 7 частоты.

Нагрузкой роторной обмотки 6 асин-30 хронного возбудителя 4 являются об.мотка 2 возбуждения и дополнительная

1 обмотка 8 возбуждения синхронного генератора 1.

Выпрямленный выпрямителем. 9 постоянный ток, протекая по обмотке 2 возбуждения. наводит во второй якорной обмотке 12 ЭДС с частоуой

И.,2 = см Р

Переменный ток, протекающий по.дополнительной обмотке 8 возбуждения

3 ные обмотки 11 и 12, имеющие одинаковый шаг. Первая якорная обмотка 11 выполнена трехфазной с числом пар полюсов Рз и соединена по схеме

"Звезда". Вторая якорная обмотка 12 состоит из трех комплектов 13-15 трехфазных секций, соединенных по схеме "Звезда" и имеющих число пар полюсов Р . Каждая фаза первой якорной обмотки 11 подключена к объединенным выводам секций соответствующих комплектов 13-15 второй якорной обмотки 12 синхронного генератора 1, числа пар полюсов всех обмоток имеют соотношение

P = 2 з

Устройство работает следующим образом.

При вращении вала 3 и питании статорной обмотки 5 асинхронного возбудителя 4 от задатчика 7 частоты в роторной обмотке 6 асинхронного возбудителя 4 наводится ЭДС с частотой

1144

171 4 синхронного генератора 1, наводит в первой якорной обмотке 11 синхрон. ного генератора 1 ЭДС с частотой

LA> =&(2 )+IA)<.

В результате сложения ЭДС первой

11 и второй 12 якорных обмоток возникает результирующая ЭДС, амплитуда которой изменяется с частотой биения М4 6 w V ü u) (P2+P P )+ о.

Для того, чтобы частота биений не зависела от частоты вращения первичного вала, т.е. <-ы, необходимо, чтобы числа пар полюсов обмоток были в соотношении

Р„=Р +Р

Анализ выражений для ЭДС на выходе статорной обмотки 2 синхронного генератора 1 показывает, что в каждой фазе нагрузки происходит сложение ЭДС первой и второй якорных обмоток 11 и 12, сдвинутых одна относительно другой, чем обеспечивается высокое качество выходного напряжения. Сдвиг огибающих ЭДС составляет

7 /3. С помощью силового коммутатора

10 получается сдвиг ЭДС на нагрузки на угол 2Ti/3.

Изобретение позволяет получить низкое значение коэффициента нелинейных искажений без применения сложной схемы статического преобразования частоты и фильтров, обладающих значительными массогабаритными показателями. Бесконтактность устройства также повышает его надежность.

Высокое качество выходного напряжения и упрощение технологии изготовления обусловлены использованием двух якорных обмоток синхронного генератора, намотанных с одинаковым шагом.

11441-71

С ос т авит ель А. Баб ак

Редактор В.Данко Техред Ж. Кастелевич Корректор Е.Сирохман

Заказ 942/43 Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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