Устройство для стабилизации напряжения бесконтактных генераторов переменного тока

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для регулирования напряжения переменного тока бесконтактных асинхронных генераторов и синхронных генераторов с постоянными магнитами автономных систем электроснабжения. Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение стабилизации напряжения в несимметричных режимах работы и повышение его быстродействия. Устройство для стабилизации напряжения бесконтактных генераторов переменного тока содержит генератор электроэнергии (1), каждая из статорных обмоток содержит по три ответвления (2, 3, 4), начало обмоток (5, 6, 7), средние выводы и (8, 9, 10) концы обмоток, причем начала обмоток объединены и соединены с первым входом блока питания 16, средние выводы (5, 6, 7) и концы обмоток (8, 9, 10) через блоки стабилизации напряжения (13, 14 и 15) соединены с выводами (17, 18 и 19) для подключения нагрузки генераторов, к концам обмоток (8, 9) и (10) подключены первый и второй трехфазные блоки конденсаторов возбуждения (11, 12), соединенных по схеме «треугольник», выходы блока питания (16) соединены с блоками стабилизации напряжения (13, 14 и 15), каждый из которых содержит первый и второй оптосимисторы (20 и 21) соответственно, нуль-орган (22), генератор пилообразного напряжения (23), компаратор (24), первый и второй формирователи импульсов (25 и 26) соответственно. 2 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для регулирования напряжения переменного тока бесконтактных асинхронных генераторов и синхронных генераторов с постоянными магнитами автономных систем электроснабжения.

Известно устройство (а.с. СССР № 469200, 1975), состоящее из конденсаторов возбуждения, дополнительных конденсаторов, выпрямительного моста и управляемого электромагнита. Недостатками устройства являются повышенная масса конденсаторов и низкий КПД.

Наиболее близким по техническому решению является устройство для стабилизации напряжения асинхронного генератора (по патенту РФ № 2262182, кл. H02P 9/46, 2005 г.), состоящее из конденсаторов возбуждения, 3-фазного генератора со статорными обмотками, блока стабилизации напряжения с управляющими элементами, генератора пилообразного напряжения, формирователей импульсов.

Недостатками устройства являются отсутствие стабилизации напряжения в несимметричных режимах и низкое его быстродействие.

Техническим решением предлагаемого изобретения является отсутствие стабилизации напряжения в несимметричных режимах работы и повышение его быстродействия.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для стабилизации напряжения генератора, содержащее 3-фазный генератор со статорными обмотками, конденсаторы возбуждения и блок стабилизации напряжения, состоящий из управляющих элементов, генератора пилообразного напряжения, формирователей импульсов, согласно изобретению дополнительно содержит блоки стабилизации напряжения, блок питания, нуль-органа, компаратор, каждая статорная обмотка имеет средние выводы, а конденсаторы возбуждения объединены в трехфазные блоки, где конденсаторы соединены по схеме «треугольник», при этом начала статорных обмоток генератора объединены и соединены с первым входом блока питания, концы статорных обмоток соединены с первыми входами, а средние выводы статорных обмоток - со вторыми входами блоков стабилизации напряжения, концы статорных обмоток соединены с первым трехфазным блоком конденсаторов, а средние выводы статорных обмоток соединены со вторым трехфазным блоком конденсаторов, выходы блоков стабилизации напряжения подключены к выводам для подключения нагрузки генератора и ко второму, третьему и четвертому входам блока питания, выходы которого соединены с третьим и четвертым входами блоков стабилизации напряжения, каждый из блоков стабилизации напряжения содержит первый и второй управляющие элементы, в качестве которых использованы оптосимисторы, входы которых соединены с первым и вторым входами блоков стабилизации напряжения соответственно, выходы - оптосимисторы соединены и являются выходами блоков стабилизации напряжения, четвертый вход блоков стабилизации напряжения соединен со входом нуль-органа, первый вход которого через генератор пилообразного напряжения соединен с первым входом компаратора, второй вход которого является третьим входом блока стабилизации напряжения, выход компаратора через второй формирователь импульсов соединен с управляющим входом второго оптосимистора, второй выход нуль-органа через первый формирователь импульсов соединен с управляющим входом первого оптосимистора.

Новизна заявляемого предложения обусловлена тем, что в устройстве используется несколько блоков стабилизации напряжения с управляющими элементами, в качестве которых использованы оптосимисторы, а статорные обмотки имеют выводы, к которым подключены трехфазные блоки конденсаторов возбуждения. Применение нескольких блоков стабилизации напряжения позволяет стабилизировать напряжение генераторов в несимметричных режимах, снизить инерционность системы стабилизации и тем самым повысить ее быстродействие.

По данным научно-технической и патентной литературы авторам неизвестна заявляемая совокупность признаков, направленная на достижение поставленной задачи, и это решение не вытекает с очевидностью из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии решения уровню изобретения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена функциональная схема устройства стабилизации напряжения бесконтактного генератора, на фиг.2 - диаграммы напряжений, поясняющие принцип его работы.

Устройство для стабилизации напряжения бесконтактных генераторов переменного тока (фиг.1) содержит генератор электроэнергии 1, каждая из статорных обмоток содержит по три ответвления, где 2, 3, 4 - начало обмоток; 5, 6, 7 - средние выводы и 8, 9, 10 - концы обмоток, которые подключены к соединенным по схеме «треугольник» первому и второму трехфазным блокам конденсаторов возбуждении, 11, 12 и к блокам стабилизации напряжения 13, 14 и 15. Начала обмоток 2, 3 и 4 объединены и соединены с первым входом блока питания 16, средние выводы 5, 6, 7 и концы обмоток 8, 9, 10 через блоки стабилизации напряжения 13, 14 и 15 соединены с выводами 17, 18 и 19 для подключения нагрузки генераторов, выходы блока питания 16 соединены с блоками стабилизации напряжения 13, 14 и 15, каждый из которых содержит первый и второй оптосимисторы 20 и 21 соответственно, нуль-орган 22, генератор пилообразного напряжения 23, компаратор 24, первый и второй формирователи импульсов 25 и 26 соответственно.

Устройство стабилизации напряжения работает следующим образом.

При вращении ротора генератора 1 (фиг.1) от приводного двигателя он возбуждается за счет емкостного тока трехфазных блоков конденсаторов возбуждения 11 или 12 и на выводах статорных обмоток 5, 6, 7 или 8, 9, 10 наводится ЭДС.

На примере блока стабилизации напряжения 15 рассмотрим принцип работы устройства. В номинальном режиме работы фазное напряжение Uн (фиг.2, а) поступает на вход нуль-органа 22, на выходе которого формируются импульсы, синхронные с нулевыми значениями напряжения генератора Uн (фиг 2, б). Синхронизирующие импульсы через первый формирователь импульсов 25 поступают на управляющий вход оптосимостора 20. Оптосимистр 20 открывается и на выводах генератора 4 и 7 формируется напряжение U4,7 (фиг 2, д). Синхронизирующие импульсы поступают также на вход генератора пилообразного напряжения 23, на выходе которого формируется опорный сигнал Uoc пилообразной формы (фиг.2, в), который поступает на первый вход компаратора 24 (фиг.1). На второй вход компаратора 24 поступает ведущий сигнал Uвс1 напряжения постоянного тока (фиг.2, в), который пропорционален напряжению генератора Uн. Когда величина опорного сигнала больше, чем величина ведущего сигнала, т.е. когда Uoc>Uвс1 на выходе компаратора 24 формируются управляющие импульсы (фиг.2, г), которые через формирователь импульсов управления 26 поступают на управляющий вход оптосимистора 21 (фиг.1). Оптосимистр 21 включается, это приводит к естественной коммутации (закрытию) оптосимистора 20 и на выходах статорной обмотки генератора 4 и 10 формируется напряжение U4,10 (фиг.2, д). После того как изменится полярность напряжения, прикладываемого к оптосимистору 21, он закрывается и далее физические процессы повторяются. В результате при поочередной работе оптосимисторов 20 и 21 формируется напряжение Uвых1 (фиг.2, д). Если, к примеру, напряжение на нагрузке уменьшается, тогда уменьшается величина напряжения источника ведущего сигнала, т.е. Uвс2<Uвс1 (фиг.2, е). Угол управления оптосимистороим 21 уменьшится (α22, фиг.2, г, ж), и напряжение Uвых2 увеличится (Uвых2<Uвых, фиг.2, д, з).

Использование двух ответвлений каждой статорной обмотки генератора и подключенных к ним двух трехфазных блоков конденсаторов возбуждения, а также применение в каждой фазе генератора блока стабилизации напряжения, содержащих по два оптосимистора и систему управления, выгодно отличает предлагаемое устройство стабилизации напряжения бесконтактных генераторов переменного тока от известного, так как обеспечивается стабилизация напряжения в несимметричных режимах работы и повышается быстродействие устройства.

Устройство для стабилизации напряжения генератора, содержащее 3-фазный генератор со статорными обмотками, конденсаторы возбуждения и блок стабилизации напряжения, состоящий из управляющих элементов, генератора пилообразного напряжения, формирователей импульсов, отличающееся тем, что дополнительно содержит блоки стабилизации напряжения, блок питания, нуль-органа, компаратор, каждая статорная обмотка имеет средние выводы, а конденсаторы возбуждения объединены в трехфазные блоки, где конденсаторы соединены по схеме «треугольник», при этом начала статорных обмоток генератора объединены и соединены с первым входом блока питания, концы статорных обмоток соединены с первыми входами, а средние выводы статорных обмоток - со вторыми входами блоков стабилизации напряжения, концы статорных обмоток соединены с первым трехфазным блоком конденсаторов, а средние выводы статорных обмоток соединены со вторым трехфазным блоком конденсаторов, выходы блоков стабилизации напряжения подключены к выводам для подключения нагрузки генератора и ко второму, третьему и четвертому входам блока питания, выходы которого соединены с третьим и четвертым входами блоков стабилизации напряжения, каждый из блоков стабилизации напряжения содержит первый и второй управляющие элементы, в качестве которых использованы оптосимисторы, входы которых соединены с первым и вторым входами блоков стабилизации напряжения соответственно, выходы оптосимисторов соединены и являются выходами блоков стабилизации напряжения, четвертый вход блоков стабилизации напряжения соединен со входом нуль-органа, первый вход которого через генератор пилообразного напряжения соединен с первым входом компаратора, второй вход которого является третьим входом блока стабилизации напряжения, выход компаратора через второй формирователь импульсов соединен с управляющим входом второго оптосимистора, второй выход нуль-органа через первый формирователь импульсов соединен с управляющим входом первого оптосимистора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, а именно к стабилизаторам частоты и напряжения автономных бесконтактных генераторов переменного тока, и предназначается для использования в системах электроснабжения для стабилизации трехфазного напряжения источника энергии переменного тока.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для стабилизации напряжения асинхронных генераторов автономных систем электроснабжения. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для питания ручного инструмента в полевых условиях сельскохозяйственного производства. .

Изобретение относится к электротехнике и к электромашиностроению и может быть использовано в асинхронных и синхронных машинах. .

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для регулирования напряжения асинхронных генераторов ветроэнергетических установок, минигидроэлектростанций и автономных систем электроснабжения.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, в частности к устройствам для возбуждения асинхронного генератора, и может быть применено для различных асинхронных машин, используемых для работы в генераторном режиме.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах, предназначенных для стабилизации частоты и напряжения автономных синхронных генераторов.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электросварке. .

Изобретение относится к автономным источникам переменного тока и может быть использовано при проектировании электростанций с асинхронными генераторами. .

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

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для регулирования и стабилизации напряжения асинхронных генераторов, применяемых в автономных системах электроснабжения, ветроэнергетических установках (ВЭУ), малых гидроэлектростанциях (миниГЭС)

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в автономных асинхронных генераторах, применяемых в полевых условиях

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для автоматического регулирования реактивной мощности, поступающей в статор низковольтного асинхронного генератора от конденсаторной батареи для снижения отклонений его напряжения в автономных источниках энергии малой мощности

Изобретение относится к двухфазному асинхронному сварочному генератору и может быть использовано в устройствах для ручной дуговой электросварки

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в асинхронных генераторах, работающих параллельно с сетью или синхронным генератором

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в серийно выпускаемых асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором, используемых в качестве генераторов энергетических установок для преобразования механической энергии в электрическую

Изобретение относится к области электротехники, в частности - к асинхронным генераторам с конденсаторным самовозбуждением, и может быть использовано в устройствах ручной дуговой сварки. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в увеличении сварочного тока и снижении потерь холостого хода. Указанный технический результат достигается тем, что в пазы трехфазного асинхронного сварочного генератора с короткозамкнутым ротором (1) уложены рабочая обмотка (2) и обмотка возбуждения (3). К началу рабочей обмотки (2) подключены конец обмотки возбуждения (3) и выпрямитель (6) с электродом (7). К началу обмотки возбуждения (3) присоединены конденсаторы возбуждения (4). К концу обмотки рабочей (2) подключены компаундирующие конденсаторы (5), соединенные в треугольник. Возможность возникновения перенапряжений обусловлена электрической связью между двумя обмотками статора. При возникновении аварийных перенапряжений срабатывает устройство защиты от перенапряжений (8), подключенное к выходу выпрямителя (6) и воздействующее на коммутирующее устройство (9), которое отключает конденсаторы возбуждения (4) от обмотки возбуждения (3). 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим генераторам с конденсаторным самовозбуждением, и может быть использовано в устройствах ручной дуговой электросварки. Технический результат, достигаемый настоящим изобретением, состоит в увеличении сварочного тока и снижении магнитных потерь при работе под нагрузкой. Указанный технический результат достигают тем, что в пазы статора трехфазного асинхронного сварочного генератора уложены обмотка возбуждения (1), рабочие обмотки (2) и (3). К обмотке возбуждения (1) подключены конденсаторы возбуждения (4), к рабочей обмотке (2) подключены компаундирующие конденсаторы (5) и первый выпрямитель (6), к рабочей обмотке (3) подключены второй выпрямитель (7) и регулируемая индуктивность (8). Выходы выпрямителей (6) и (7) соединены параллельно и подключены к сварочному электроду (9). Ротор (10) генератора выполнен короткозамкнутым. 2 ил.

Изобретение относится к питанию электрического оборудования двигателя летательного аппарата. Технический результат заключается в повышении надежности и упрощении конструкции цепи электропитания, а также снижении ее массы и стоимости. Цепь электропитания для подачи электрической энергии в летательном аппарате содержит генератор электропитания, выполненный с возможностью приведения во вращение посредством двигателя летательного аппарата, для питания силового электрического оборудования двигателя летательного аппарата. При этом генератор электропитания содержит асинхронную машину, соединенную с устройством возбуждения. Асинхронная машина включает в себя ротор, выполненный с возможностью приведения во вращение посредством двигателя, и статор, соединенный с упомянутым электрическим оборудованием. Устройство возбуждения выполнено с возможностью вызывать протекание реактивного тока в упомянутом статоре. 2 н. и 1 з. п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для регулирования напряжения переменного тока бесконтактных асинхронных генераторов и синхронных генераторов с постоянными магнитами автономных систем электроснабжения

Наверх