Бесконтактная автономная система электропитания

 

Изобретение относится к устрвам генерирования электроэнергии и м.б. использовано в автономных системах генерирования для получения напряжения стабильной частоты при перем.частоте вращения приводного двигателя. Целью изобретения является повьшение КПД и быстро;рейст- ВИЯ. Система электропитания содержит генератор 2, выполненный в виде машины двойного питания, возбудитель 3, вьтолненньй в виде вращающегося трансформатора , датчик частоты вращения 8, статический преобразователь 5 с задающим генератором с частотой f и сумматором, непосредственный преобразователь частоты 4, распределитель импульсов 6 и генератор эталонной частоты 7. Частота последнего выбирается равной f, K(f р « f ),, где К - козфф., учитываклций схему преобразователя 4; fo - требуемая частота выходного напряжения системы . Повышение КПД и быстродействия обеспечивается:14алой инерционностью трансформатора 3 и отсутствием в нем потерь в стали, вызываемых вращающимися маги, полями. 1 ил. с (Л СО со tsD to ;D /ot/7 /«r/cV;;

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 H 02 P 9 42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ("

Щ ГФ)ф щ("М ф .4 1 у! ър

Т А, 1мгр

Н ASTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3988532/31-07 (22) 21. 10. 85 (46) 23.06.87. Бюл. N - 23 (71) Ереванский политехнический институт им.К.Маркса (72) А.С.Айрапетян, А.А.Сафарян, Н.P.Õà÷àòðÿí и В.И.Читечян (53) 621.313.32 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1283938, кл. Н 02 P 9/42, 11.04.85. (54) БЕСКОНТАКТНАЯ АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к устрвам генерирования электроэнергии и м.б. использовано в автономных системах генерирования для получения напряжения стабильной частоты при перем.частоте вращения приводного двигателя. Целью изобретения являет„„Я0„„1319229 А1 ся повышение КПД и быстродейст- . вия. Система электропитания содержит генератор 2, выполненный в виде машины двойного питания, возбудитель 3, выполненный в виде вращающегося трансформатора, датчик частоты вращения

8, статический преобразователь 5 с задающим генератором с частотой f, и сумматором, непосредственный преобразователь частоты 4, распределитель импульсов 6 и генератор эталонной частоты 7. Частота последнего выбирается равной К = K(f р + f, ),, где К вЂ” коэфф., учитывающий схему преобразователя 4; Е, — требуемая частота выходного напряжения систе- с мы. Повышение КПЦ и быстродейст-. вия обеспечивается: малой инерционностью трансформатора 3 и отсутствием в нем потерь в стали, вызываемых вращающимися маги, полями. 1 ил, 1 13

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам генерирования электроэнергии, и может быть использовано, например, в автономных системах генерирования для получения напряжения стабильной частоты при переменной частоте вращения приводного двигателя.

Цель изобретения — повышение КПД и быстродействия устройства.

На чертеже представлена структурная схема бесконтактного электромеханического устройства стабильной частоты.

Устройство содержит имеющие общий вал 1 генератор 2, выполненный в виде машины двойного питания, возбудитель 3., роторная обмотка возбудителя соединена через расположенный на общем валу непосредственный преобразователь 4 частоты на полностью управляемых ключах с роторной обмоткой машины двойного питания, статорная обмотка возбудителя подключена к статическому преобразователю 5 регу.— лируемой частоты с задающим генератором и сумматором, а управляющие цепи указанного непосредственного преобразователя частоты подключены через распределитель б импульсов к генератору 7 эталонной частоты, датчик 8 частоты вращения, установленный на общем валу и соединенный со статическим преобразователем частоты с задающим генератором 2. При этом возбудитель выполнен в виде вращающегося трансформатора.

Устройство работает следующим образом.

При вращении общего вала 1 генератор 2 генерирует напряжение с частотой, определяемой выражением в + . (3)

Частота на выходе генератора 7 эталонной частоты равна (4) K(fo + f ) где К вЂ” требуемая постоянная часто- „ та выходного напряжения генератора 2;

К вЂ” коэффициент, учитывающий схему выполнения НПЧ 4.

Так, для схемы НПЧ 4, выполненного в виде трехфазной схемы со средней точкой К=З, а для трехфазной мостовой схемы К = 6, и т.д. Выходные импульсы управления распределителя 6 импульсов с частотой

40 э

f — — +

Ри (5) 19229 г где Е„ — постоянная частота, определяемая диапазоном изменения частоты выходного напряжения преобразователя 5.

Информацию о текущем значении частоты f вращения вала 1 для формироФ вания преобразователем 5 переменного напряжения с частотой, определяемой (1), выдает датчик 8 частоты враще10 ния.

С выхода преобразователя 5 переменное напряжение с частотой, определяемой (2), через вращающийся трансформатор 3 подается на силовой вход

15 вращающегося непосредственного преобразователя 6 частоты (НПЧ).

Таким образом, с учетом (2), частота входного напряжения вращающегося НПЧ 3 или частота выходного нанря20 жения вращающегося трансформатора 3 равна бых 60 р Ф fp

nag где n — скорость вращения вала 1

У р — число пар полюсов генератора 2;

f — частота переменного тока

P питающего роторную обмотку возбуждения генератора 2 от вращающегося НПЧ 4;

ЕеР ф 60

Статический преобразователь 5 выдает переменное напряжение регулируемой частоты (2) осуществляют коммутацию управляемых ключей НПЧ.

В этом случае с учетом (3) и (5), частота основной гармоники выходного тока НПЧ 6 равняется

50 нпч ри в fo y

Так как Е = Е„, то подставляя нв (6) в (1 ), полу им

+

Таким образом, частота выходного напряжения устройства не зависит от частоты вращения вала 1.

Бесконтактная автономная система э К о

Составитель С.Смирнов

Редактор А.Сабо Техред В.Кадар Корректор Л.Патай

Заказ 2526/53 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4

3 13

Таким образом, изобретение позволяет повысить КПД и быстродействие устройства, что объясняется малой инерционностью возбудителя и отсутствием в нем потерь в стали, вызываемых вращающимся магнитным полем. формула изобретения электропитания, содержащая установленные на одном валу генератор, выполненный в виде машины двойного питания, и возбудитель, роторная обмотка возбудителя соединена через расположенный на общем валу непосредственный преобразователь частоты на полностью управляемых ключах с роторной обмоткой машины двойного питания, статорная обмотка возбудителя подключена к источнику питания, а управляющий вход непосредственного преобразователя частоты подключен через распределитель импульсов к генератору эталонной частоты, о т л ичающ-аяся тем, что, сцелью повышения КПД и быстродействия, в нее дополнительно введен датчик часI

19229 4 тоты вращения, установленный на общем валу, возбудитель выполнен в виде вращающегося трансформатора, а источник питания выполнен в виде

5 статического преобразователя регулируемой частоты с задающим генератором и сумматором, при этом, выход датчика частоты вращения соединен с первым входом сумматора, вто1р рой вход которого соединен с задающим генератором, а выход — с управляющим входом статического преобразователя регулируемой частоты, причем частота напряжения генератора

15 эталонной частоты удовлетворяет выражению

2р где f — требуемая частота выходного напряжения машины двойного питания; — частота задающего генератора;

25 К вЂ” коэффициент пропорциональности, учитывающий схему непосредственного преобразователя частоты.