Устройство для автоматического регулирования напряжения асинхронного генератора

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования напряжения автономных асинхронных генераторов, применяемых в полевых условиях. Технический результат заключается в повышении надежности, который достигается за счет того, что для создания возможности подключения двигательной нагрузки, соизмеримой с мощностью асинхронного генератора, устройство содержит асинхронный генератор, приводимый во вращение двигателем внутреннего сгорания. К статору асинхронного генератора подключены батарея некоммутируемых конденсаторов, батарея коммутируемых конденсаторов и группа пусковых конденсаторов. Параллельно пусковым конденсаторам включен трехфазный электронный ключ. В нулевой точке батареи коммутируемых конденсаторов включена схема широтно-импульсного управления, вход которой соединен с выходом измерительного трансформатора. Блок управления с одной стороны соединен с фазами генератора, а с другой стороны - с управляющими электродами симисторов. 1 ил.

Предлагаемое устройство относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования напряжения автономных асинхронных генераторов, применяемых в полевых условиях.

С очевидным преимуществом (простота конструкции, надежность и т.д.) асинхронные генераторы (АГ) имеют существенный недостаток, заключающийся в том, что без дополнительных устройств, стабилизирующих напряжение, они не могут питать двигательную нагрузку, а при подключении двигательной нагрузки, соизмеримой с генератором мощности, последние теряют возбуждение. Поэтому для регулирования напряжения АГ необходимы дополнительные устройства.

Известны устройства для регулирования напряжения АГ, которые в общем случае содержат группу конденсаторов и регулятор емкостной мощности, выполненные в виде различных регулируемых индуктивностей, например, см. а.с. СССР N 113315, N 188550, N 312360, N 509970 и др. В качестве регулирующих элементов могут использоваться различные электронные устройства, например, см. а.с. СССР N 443443, 760382, 688977 и др.

Все эти устройства имеют существенный недостаток при подключении двигательной нагрузки, соизмеримой с генератором мощности, генератор теряет возбуждение.

Известно устройство для регулирования напряжения асинхронного генератора, см. а.с. СССР N 477512, кл. H 02 P 9/46, взятое авторами за прототип и содержащее батарею некоммутируемых конденсаторов, подключаемую к 3 фазам генератора, батарею коммутируемых конденсаторов и измерительный трансформатор, на выход которого включена схема широтно-импульсного управления ключевыми элементами.

Недостатком этого устройства является то, что при подключении двигательной нагрузки, соизмеримой с мощностью генератора, последний теряет возбуждение.

Техническим решением предлагаемого изобретения является устранение указанного недостатка, а именно создание возможности подключения двигательной нагрузки, соизмеримой с мощностью асинхронного генератора.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для автоматического регулирования напряжения асинхронного генератора, содержащее батарею некоммутируемых конденсаторов, подключенную к фазам генератора, батарею коммутируемых конденсаторов и измерительный трансформатор, на выход которого включена схема широтно-импульсного управления, дополнительно содержит блок управления и трехфазный ключ, например симисторный, зашунтированный группой пусковых конденсаторов, а блок управления с одной стороны соединен с фазами генератора, а с другой стороны - с управляющими электродами симисторов и выходом измерительного трансформатора.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена электрическая схема устройства для автоматического регулирования напряжения.

Устройство содержит асинхронный генератор 1, приводимый во вращение двигателем внутреннего сгорания 2. К статору асинхронного генератора 1 подключены батарея некоммутируемых конденсаторов 3, батарея коммутируемых конденсаторов 4 и группа пусковых конденсаторов 5. Параллельно пусковым конденсаторам 5 включен трехфазный электронный ключ 6. В нулевой точке батареи коммутируемых конденсаторов 4 включена схема широтно-импульсного управления 7, вход которой соединен с выходом измерительного трансформатора 8, блок управления 9 с одной стороны соединен с фазами генератора 1, а с другой стороны - с управляющими электродами симисторов 6.

Устройство для автоматического регулирования напряжения асинхронного генератора работает следующим образом. После запуска приводного двигателя 2 асинхронный генератор самовозбуждается от батареи некоммутируемых конденсаторов 3. Напряжение асинхронного генератора 1 поступает на блок управления 9. Блок управления подает сигнал на включение трехфазного электронного ключа 6. Последний включается и подает напряжение к нагрузке А, В, С. На холостом ходу работы генератора батарея коммутируемых конденсаторов 4 отключена. При подключении нагрузки напряжение на генераторе 1 уменьшается и схема широтно-импульсного 7 управления изменяет ток, который пропорционально снижению напряжения увеличивает емкостный ток батареи коммутируемых конденсаторов 4, тем самым восстанавливая напряжение на асинхронном генераторе 1. При подключении двигательной нагрузки, соизмеримой с мощностью генератора 1, возрастает ток в цепи, напряжение генератора 1 снижается, т.к. емкости батареи коммутируемых конденсаторов 4 недостаточно для компенсации реактивной составляющей нагрузки. Сигнал от трансформатора тока 8 увеличивается и блок управления отключает электронный ключ 6, при этом нагрузка оказывается включенной последовательно с пусковыми конденсаторами 5. Последние компенсируют индуктивную составляющую пускового тока и восстанавливают напряжение на зажимах генератора 1. После запуска двигательной нагрузки соизмеримой мощности ток в цепи нагрузки уменьшается, это приводит к тому, что блок управления подает сигнал на включение трехфазного электронного ключа, который включается и шунтирует группу пусковых конденсаторов. Дальнейшее питание нагрузки происходит через электронный ключ 6, а регулирование напряжения осуществляется схемой широтно-импульсного управления 7.

Использование данного устройства для автоматического регулирования напряжения асинхронного генератора позволяет в автономном источнике питания небольшой мощности запускать двигатели единичной мощности, равной мощности генератора. Это особенно важно в полевых условиях. Например, электростанция мощностью 4 кВт с напряжением сети 220/127 В и частотой тока 200 Гц может питать любой электрифицированный инструмент, используемый для ремонта железнодорожных путей (сверлилки, шлифовалки, костылезабивщики, рельсорезки, вибраторы, гайковерты и т.д. единичной мощностью от 0,6 до 4 кВт).

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования напряжения асинхронного генератора, содержащее батарею некоммутируемых конденсаторов, подключенную к фазам генератора, батарею коммутируемых конденсаторов и измерительный трансформатор, на выход которого включена схема широтно-импульсного управления, отличающееся тем, что дополнительно содержит блок управления и трехфазный ключ, например, симисторный, зашунтированный группой пусковых конденсаторов, а блок управления с одной стороны соединен с фазами генератора, а с другой стороны - с управляющими электродами симисторов и выходом измерительного трансформатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1